Основы синергетики

Обобщение результатов, полученных специалистами в связи с исследованиями по синергетике, позволяет определить синергетическую концепцию самоорганизации в виде следующих положений.

1. Объектами исследования являются открытые системы в неравновесном состоянии, характеризующиеся интенсивным обменом веществом и энергией между подсистемами, а также между системой и ее окружением.

2. Различаются процессы организации и самоорганизации. Их общий признак - возрастание порядка, обусловленное протеканием процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия, независимо от влияния взаимодействующих элементов внешней среды. Организация в отличие от самоорганизации может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур.

3. Результатом самоорганизации становятся возникновение, взаимодействие, а также взаимное содействие (например, кооперация) более сложных в информационном смысле объектов, чем элементы внешней среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие являются динамическими образованиями.

4. Направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними свойствами подсистем в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которую «погружена» система.

5. Поведение подсистем и системы в целом существенным образом характеризуется спонтанностью - акты поведения не являются строго детерминированными.

6. Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности, имеющими противоположную направленность и способными в отдельные фазы существования системы как преобладать над процессами самоорганизации, так и уступать им. При этом система в целом может характеризоваться устойчивой тенденцией, колебаниями к эволюции либо к деградации и распаду.

Синергетика основана на идеях целостности мира и научного знания о нем, общности закономерностей развития объектов всех уровней материальной и духовной организации, нелинейности (многовариантности и необратимости), глубинной взаимосвязи хаоса и порядка (случайности и необходимости). Синергетика дает нам новый образ мира, который сложно организован и открыт, т. е. является не ставшим, а становящимся, не просто существующим, а непрерывно возникающим, эволюционирующим по нелинейным законам. Последнее означает, что этот мир полон неожиданных поворотов, связанных с выбором путей дальнейшего развития.

Синергетика заставляет нас по-новому осмыслить то, что составляет сокровищницу древней мудрости, прежде всего мудрости Древнего Востока. От Востока синергетика воспринимает и развивает идею целостности общего закона, единого пути, которому следуют и мир в целом, и человек в нем. А от Запада она берет традиции анализа, опору на эксперимент, общезначимость научных выводов, их транслируемость (от одной школы в науке к другой, от науки к обществу в целом) через научные тексты, особый математический аппарат.

Синергетика изучает открытые (обменивающиеся веществом и энергией с внешним миром, имеющие источники и стоки энергии) нелинейные (описываемые нелинейными уравнениями) системы. Предмет синергетики - механизмы самоорганизации, т. е. механизмы самопроизвольного возникновения, относительно устойчивого существования и саморазрушения макроскопических упорядоченных структур, характеризующих такого рода системы. Эти механизмы присущи и миру природных (живых и неживых), и миру человеческих, социальных процессов. Поэтому синергетику развивают представители самых разных дисциплинарных областей (физики, биологии, химии, математики). Г. Хакен подчеркивал, что назвал новую дисциплину синергетикой не только потому, что она исследует совместное действие многих элементов систем, но и потому, что для нахождения общих принципов, управляющих самоорганизацией, необходимо кооперирование различных дисциплин.

Синергетика - это интенсивно развиваемое направление, а не сложившаяся наука. Синергетика имеет собственный язык. Это язык таких понятий, как «аттракторы» и «бифуркации», «фракталы» и «детерминированный хаос». Понятие аттрактора близко понятию цели. Последнее можно раскрыть в широком смысле как направленность поведения нелинейной системы, «конечное состояние» (конечное относительно, завершающее некоторый этап эволюции) системы. Под аттрактором в синергетике понимают относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает (от латинского attrahere - притягивать) к себе множество «траекторий» системы, определяемых разными начальными условиями. Если система попадает в конус аттрактора, она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию (структуре).

На уровне математического описания бифуркация означает ветвление решений нелинейного дифференциального уравнения. Физический смысл бифуркации: точка бифуркации - точка ветвления путей эволюции системы. Иными словами, нелинейная система «таит в себе» бифуркации.

Фракталами называются объекты, обладающие свойством самоподобия. Это означает, что малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному фрагменту или даже структуре в целом. Свойство фрактальности имеет аналоги в глубинах философской мысли, а именно в философских представлениях о монадности элементов мира. Каждая монада, по Лейбницу, отражает, как в зеркале, свойства мира в целом. Этот же образ присутствует в восточном принципе мироощущения - «все в одном и одно во всем». Типичные фрактальные объекты - облака или береговая линия моря (реки); их рисунок сходен и повторяется в различных масштабах.

Синергетика рассматривает случайность, играющую особую роль в процессах самоорганизации, как элемент мира. Случайности на языке синергетики называются флуктуациями. Случайность - творческое, конструктивное начало; она способна играть роль механизма, выводящего систему на аттрактор, на одну из собственных структур среды, на внутреннюю тенденцию ее организации. Нелинейная среда начинает сама себя выстраивать, организовывать, но необходим хаос для инициирования, начального спускового механизма этого процесса.

А. Богданов еще в начале XX в. высказал мысль о существовании фундаментального закона сохранения организации - ее видоизменения, преобразования, но не исчезновения. Форма изменчива, но не разрушаема до конца. А. Лоскутов также писал о том, что знания закономерностей поведения хаотических сред позволяют перейти к целенаправленному конструированию искусственных систем, в которых процессы самоорганизации приводили бы к образованию необходимых структур.

Десятилетиями изучаются законы аэродинамики, поднимаются в небо тысячи типов летательных аппаратов. Но известно, что майский жук, который, по определенным законам, летать не должен, тем не менее, летает, причем его полет куда более экономичен, чем полет любого из наших устройств.

Природа рациональна и гармонична, и эта гармоничность достигнута за счет точнейшей подгонки систем и уровней организации: перераспределение энергии между молекулами воздуха порождает мощнейшие ураганы, несколько квантов солнечного света, поглощенные зерном хлорофилла, порождают все необходимое для существования живого.

Необходимо осознать, что создаваемые искусственные системы являются частью общего мира и, следовательно, в них должны в максимальной степени учитываться и общие процессы самоорганизации.

Традиционный подход к управлению природными и социальными процессами основан на линейном представлении о функционировании систем природы и общества. Согласно этому представлению результат внешнего управляющего воздействия есть однозначное и линейное следствие приложенных усилий, что соответствует схеме:

управляющее воздействие -> желаемый результат.

Знание принципов самоорганизации сложных систем дает новые надежды, раскрывая новые направления поиска способов управления сложными системами. Сложная нелинейная система способна сама себя строить, структурировать, нужно только правильно инициировать желательные тенденции ее саморазвития.

Управляющее воздействие развитием нелинейной системы может быть эффективным, если оно согласовано с внутренними свойствами этой системы, т. е. является резонансным. Если «укалывать» систему в нужное время и в нужном месте, она будет развертывать все богатство своих форм и структур. В соответствии с общими принципами синергетического мировидения необходимо не просто строить или перестраивать, а инициировать, выводить социальные системы на собственные линии развития.

Анализируя различные исторические модели социального управления, И. Пригожий пришел к выводу, что сложная система, поведение элементов которой однозначно и однонаправленно, а также лишено дополнительных степеней свободы, не будет эволюционировать и в конечном счете разрушится. Только хаотичность, подвижность индивидуального поведения и возможность корреляции приводят на уровне системы к направленному прогрессивному движению.

Практически вся история управления отраслями современного машиностроения, ориентированного на выпуск массовой и крупносерийной продукции, представляет собой поиск оптимального компромисса между преимуществами масштабности производства и стремлением расширять товарную номенклатуру. Особенно явно этот процесс протекает в автомобилестроении. Машиностроение конца XIX-начала XX вв. представляло собой кустарное производство. Г. Форд положил начало переходу от кустарного к массовому производству. Э. Тойота и Т. Оно из японской автомобильной компании «Тойота» стали пионерами гибкого производства. Вопрос «производить или покупать?» руководители «Тойоты» не считали особо важным. Действительно, по их мнению, серьезная проблема заключалась в том, чтобы обеспечить взаимодействие сборочного завода и его поставщиков, добиться снижения стоимости комплектующих и повышения качества независимо от формальных, юридических отношений между сборщиком и поставщиками.

Оптимизация существующих производственных систем в концепции «гибкого производства» осуществляется в основном путем анализа затрат на каждом производственном этапе. Результаты этого анализа используются при совершенствовании процессов производства и снабжения, которые после внедрения нововведений вновь подвергаются оптимизационному анализу. При этом используются методы линейного моделирования.

Для И. Урманова очевиден тот факт, что современные крупные хозяйственно-технологические комплексы представляют собой так называемые сложные эмерджентные системы. В условиях олигополистической конкурентной среды многие из них работают в так называемых точках бифуркации (особых критических точках), близ которых поведение системы становится неустойчивым.

Следовательно, система под воздействием самых незначительных факторов может резко изменить свое состояние. Опасность подтверждается реальными событиями, когда крупные, внешне благополучные производители оказывались в кризисной ситуации: «СААБ» (Швеция), «КИА» (Корея), «Ровер» (Великобритания).

Моделирование глобальной деятельности крупных компаний (включая работу на внешних рынках) характеризуют следующие базовые условия расчетов: нелинейность изменения экономических систем, многофакторность, разнородность, многосистемность. Поэтому концепция синергизма как возникновения и развития положительной обратной связи и последующего за этим процессом «разгона систем» должна стать новой парадигмой управления современной промышленностью. Именно синергетические эффекты, характеризуемые как результаты кооперативного действия в системах, приводящие к изменению качества, являются адекватным инструментом оценки инноваций в сложных моделях.

Изучение и использование потенциала синергетических связей транснациональных компаний представляется исключительно важным в современных условиях, когда актуальна задача по использованию преимуществ международного технологического разделения труда, построенного на новых принципах управления сложными системами.

Классическое определение синергетических связей: это связи, которые при кооперированных (совместных) действиях независимых элементов системы обеспечивают увеличение общего эффекта до величины большей, чем сумма эффектов этих же, но независимо действующих элементов.

Синергетическая теория аттракторов имеет все основания стать одной из базисных теорий управления. Она расширяет представления о возможности предвидеть ход событий и воздействовать на ситуацию.

Концепция создания структур-аттракторов («фрактальных фабрик») была предложена Х.-Ю. Варнеке применительно к предпринимательской сфере. Сущность «фрактальной фабрики» определяется не ее внешними признаками, а внутренними ценностями, организационной культурой. Фрактал - самостоятельно действующая структурная единица предприятия. У каждого фрактала своя задача, точнее, в процессе функционирования фракталы ставят и формулируют эти задачи. Фракталы могут преобразовываться, возникать вновь и распадаться. Фракталы - самоорганизованные структурные единицы. Они группируются без внешнего давления, чтобы служить целому. Самоорганизация способствует тому, что хорошие идеи реализуются вне зависимости от того, откуда они появились.

«Фрактальной фабрике» присущи также централизованные функции; здесь концентрируется специальная информация, которая во фракталах не может храниться постоянно. Но все вспомогательные средства, касающиеся организации, поступают в распоряжение всех фракталов. Прежде всего это относится к возможности располагать информацией, которая больше не монополизируется.

Одним из самых важных требований, предъявляемых к «фрактальной фабрике», является способность всех ее подразделений и всех сотрудников к предпринимательскому мышлению и деятельности. Каждый фрактал должен быть фрактальной фабрикой меньшего размера. В дальнейшем фрактал не обязательно остается на фабрике, он может стать полностью самостоятельным. Так возникают тесно связанные друг с другом предприятия.

За счет высокого уровня собственной динамики и максимальной способности реагировать на быстро меняющиеся условия среды на «фрактальной фабрике» осуществляется тесное взаимодействие самоуправляемых и самоорганизующихся фракталов.

Каждый фрактал и в конечном итоге каждое рабочее место рассматриваются как целое предприятие: определенная работа должна выполняться комплексно, а отдельная задача - решаться самостоятельно. Глобальные задачи реализуются локально, т. е. рационально сформулированные общие глобальные цели становятся конкретными действиями. Чтобы это происходило синхронно во всех фракталах, их целевая установка формулируется самым конкретным образом.

Конечные результаты функционирования фрактала постоянно измеряются и оцениваются. Чтобы они успешно действовали в нелинейной среде, необходимо правильно оценивать позицию каждого, а также позиции и направление движения других участников.

Целевая система, складывающаяся из целей фракталов, должна быть направлена на достижение общих целей предприятия. Цели генерируются и корректируются в итерационном процессе согласования между фракталами-участниками так, чтобы цели различных фракталов не противоречили друг другу. Однородность целей - ключ к максимальному использованию человеческих ресурсов на «фрактальной фабрике».

Все процессы на предприятии (принятие решений, производственная деятельность и т.п.) взаимосвязаны, Эта связь носит обратный характер. Определенные действия становятся причиной других действий, а те, в свою очередь, становятся отправной точкой новых разработок. В подобной системе сотрудники образуют коммуникационную структуру с широкой автономией, которой они управляют и которая одновременно управляет ими. Руководители больше не наблюдают за действиями своих сотрудников, а определяют задачи и цели, чтобы каждый знал, что нужно делать. Свойство автономности означает, что реакция системы определяется главным образом ее структурой, внутренними связями, а не внешними силами и сигналами.

Выше отмечалось, что случайность - творческое, конструктивное начало, способное сыграть роль того механизма, той силы, который выводит систему на аттрактор, на ее внутреннюю тенденцию к организации. Любая идея нововведения, возникшая у сотрудника организации, по сути, представляет собой флуктуацию. Как показывают результаты исследований, идея нововведения возникает у сотрудников фирмы в результате творческого процесса, практически не связанного с состоянием спроса и рыночными изменениями. На более поздних этапах исследования новая идея проходит отбор с точки зрения возможности коммерческого использования. Естественно, успешно реализуются только те нововведения, для которых находятся соответствующие рынки и области применения. Именно таким образом на пересечении двух видов случайных флуктуации - внутренней инновационной и внешней макроэкономической рыночной изменчивости - формируются стратегия компании, ее система и структура управления.

Таким образом, если каждая конкретная идея нововведения возникает случайно, вся их совокупность позволяет поддерживать существование макроэкономической системы и обеспечивает закономерное направление эволюции. Говорить о какой-либо организации можно, если есть значимые идеи, некая совокупность смыслов, способных объективно служить организующим началом. При этом существует риск эксплуатации этого организующего начала, когда организация перестает быть способом реализации идей, которые стали ее началом, т. е. создание какой-либо организации представляет собой внешнюю цель саму по себе.

Организация может рассматриваться как объект, или самостоятельная цель; она может рассматриваться и как качество, или средство внутренней, качественной реорганизации.

Понятие организации в первом смысле слова подразумевает существование у нее двух целей: внешней, провозглашаемой цели, которая видится как средство достижения скрытой, внутренней цели. Обе эти цели, утверждаемые организацией как неразделимые, одна к другой не имеют отношения. Во втором смысле слова эти цели слиты, их взаимосвязь растет: понятие организации представляет собой в этом случае некий внутренний процесс реорганизации, когда внешнее преображение - лишь следствие, своего рода побочный эффект накопления внутреннего потенциала, не связанный с какой-либо целью.

В первом случае необходимы усилия для оформления и поддержания организации, в другом случае этот процесс происходит автоматически. Поэтому в первом случае понятие организации подразумевает наличие неких внешних форм, определенной структуры, атрибутов как свидетельств перемен, доказательств ее жизненной состоятельности, влиятельности и фактического существования. При этом организация, обладая организационным началом, использует собственное знание реальности и принимает решения, освобождая человека от этого.

Во втором случае изменения в организации происходят сами по себе без внешнего подтверждения. Организация здесь ориентируется на организующее начало, присущее самому человеку, и активизирует его.

Как в первом, так и во втором случае организация выражает некую форму адаптивного поведения человека. Однако если в первом случае эта форма и есть сама по себе цель, во втором случае организация представляет собой некий не нуждающийся в конкретной форме процесс и имеет характер самоорганизации, т. е. происходит некая внутренняя реорганизация, а сама организация представляет собой лишь внешний ориентир - фактор, требующий активной позиции человека, его соответствующего внутреннего мира.

Влияние организации первого типа направлено на человека, он испытывает на себе ее влияние. А в организации второго типа человек может действовать самостоятельно.

В организации второго типа определяющим фактором целеполагания является система ценностей, одновременно выступающая как основа целеполагания и как глобальный критерий управления. Выше при анализе методов управления отмечалось, что внешние критерии становятся частью системы управления, выход системы замкнут со входом - система находится в режиме саморазвития, цели перестают быть главными критериями управления. Создавая условия для самоорганизации, поддерживая самоорганизующиеся тенденции, можно управлять, «не управляя». Управление современным предприятием требует совершенно иной концепции организации, чем концепция, преобладавшая в ранних школах управленческого рационализма. Ведь известно, что именно отказ от тщательного планирования, автономия, свобода творчества, рождающего оригинальные идеи, дают необходимый результат - самоподдержание и развитие организации. Среди зарубежных специалистов по организационному консультированию известна модель жизнеспособности С. Вира. С именами У. Эшби, У. Мак-Куллоха, Г. фон Ферстера, Г Бейтсона, С. Вира связывают становление кибернетики второго порядка, основанной на целостности и внутренней связности систем, обратных связях, самоорганизации. От управления людьми, машинами, материалами и деньгами С. Вир переходит к управлению сложностью. Мерой сложности в этом случае служит разнообразие состояний, а в основе модели жизнеспособной системы лежит закон необходимого разнообразия У. Эшби. Согласно этому закону, набор управленческих реакций должен быть не менее богатым, чем набор возможных состояний среды, проблемных ситуаций в окружении, где разворачивается бизнес. Однако невозможно учесть все состояния даже очень небольшой фирмы и ее окружения. Попытки разработать детальный алгоритм, автоматизировать процесс управления организацией сталкиваются с таким объемом вычислений, который превосходит даже гипотетические возможности компьютера.

Акцент следует делать на самоорганизации, на самоизменяющихся структурах, при которых необходимые процессы «организуют себя сами». В организациях можно выделить два полярных способа построения структур: иерархию и гетерархию. Исследования искусственных и естественных социальных порядков позволяют сделать вывод, что человек всегда стремится создавать иерархические системы с отношениями строгого подчинения и монопольной властью центра. Замечена тенденция разрушения искусственных систем после ослабления или прекращения влияния централизованной власти. Так, рано или поздно распадаются авторитарные иерархии, командные экономические системы.

В теории и практике менеджмента известны и децентрализованные структуры управления. Исследования показывают, что сверхсложные задачи могут решаться лишь в структурах, где нет монопольной авторитарности, где наблюдается полицентрическое распределение полномочий. Текущим режимом самоорганизующейся системы служит гетерархия, т. е. способность создавать по мере необходимости временные иерархические структуры. Иерархия создается по мере надобности для решения проблем, требующего, например, волевого усилия или определенных профессиональных знаний. Практически возможны различные варианты и комбинации изменения структур в целях выживания организаций. Например, есть научные группы, выполняющие рутинную работу в централизованном режиме и переходящие к свободному коллегиальному сотрудничеству при решении инновационных задач.

В рамках новой концепции управления главная цель - создание жизнестойкой организации, команды людей, связанных идеей, а прибыль и захват рынка в конкурентном окружении вторичны и сами по себе «прилагаются» в ходе эволюции.