Прангишвили И.В. Общесистемные закономерности и проблемы управления // Международная конференция по проблемам управления (29 июня - 2 июля 1999 года).: Сб. пленарных докладов. - М.: Фонд "Проблемы управления", 1999. С.с. 76-92. - 180 с
Российская академия наук
Институт проблем управления имени В.А.Трапезникова РАН
Национальный комитет по автоматичекому управлению РФ
Фонд "Проблемы управления"
Международная конференция
по проблемам управления
(29 июня - 2 июля 1999 года)
Сборник пленарных докладов
Москва 1999
УДК
007(063)
ББК 32.81
М43
Утверждено к печати Программным комитетом Международной конференции по проблемам управления, посвященной 60-летию Института проблем управления имени В.А.Трапезникова РАН
Под общей редакцией академика АН Грузии И. В. Прангишвили
Международная конференция по проблемам управления (29 июня - 2 июля 1999 М43 года).: Сб. пленарных докладов. -М.:Фонд "Проблемы управления", 1999. - 180с.
ISBN 5-93394-005-4
В сборнике представлены тексты пленарных докладов Международной конференции по проблемам управления, посвященной 60-летию Института проблем управления имени В. А. Трацезникова РАН. В докладах излагаются фундаментальные результаты ведущих отечественных и зарубежных ученых по теории управления, ее концептуальным и философским проблемам и приложениям теории управления применительно к самой широкой проблематике современной теории управления, включая вопросы создания общей и единой основы для многочисленных разделов теории управления, последние результаты в теории оптимального управления; изучение новых типов обратных связей в системах управления, изучение общесистемных закономерностей и их связи с проблемами управления, анализ современного состояния фундаментальных исследований по информационному взаимодействию в природе и обществе, теории самоорганизующихся регуляторов с экстраполяцией и многие другие. УДК 007(063) ББК 32.81
ISBN 5-93394-005-4
© Институт проблем управления, 1999
СОДЕРЖАНИЕ
А.А.Красовский. Исторический обзор и современное состояние фундаментальной прикладной науки управления на примере самоорганизующихся регуляторов ……………………………………………………………….4
А.Т.Бутковский. К общей теории управления и систем ………………………………………24
V.M.Kuntsevich. Synthesis of Adaptive Functional Optimal Control Systems (Strong Adaptive Systems) ………………………...………..34
Р.Габасов, Ф.М.Кириллова. Методы оптимального управления и классические проблемы теории автоматического регулирования…….............................................42
С. В. Емельянов, С.Н. Коровин. Новые типы обратных связей в системах управления ……61
И.В. Прангишвили. Общесистемные закономерности и проблемы управления…...76
А.Д.Закревский. Разработка и реализация параллельных алгоритмов логического управления …...93
Н.А. Кузнецов. О развитии фундаментальных исследований по информационному взаимодействию в природе и обществе ………………………………….105
Б. Т. Поляк. Новые подходы к управлению дискретными системами при ограниченных возмущениях ….111
А.И. Галушкин, А. С. Логовский. Нейроуправление: основные принципы и направления применения нейрокомпьютеров для решения задач управления динамическими объектами ……………………………………………………..118
Ю.И. Неймарк. Теория управления как наука, которая может и должна помочь человеку в решении социально-экономических и экологических
проблем …………………………………………………………………………………….131
Ю.Л.Воробьев, Г.Г. Малинецкий, К.А. Махутов. Управление рисками.
Реальность и надежды ……………………………………………………………………….139
A. V. PokrovskiL Towards thermodynamics of computer implementation of dynamical systems ……………………………………………………………….....................145
B.M. Вишневский, А. И.Ляхов. Беспроводные сети передачи данных: состояние, проблемы, моделирование ……………………………………..........................154
Л. Р. Соркин. Достижения ИЛУ РАН в разработке и внедрении информационных технологий управления в нефтегазовом комплексе ……..........................172
ОБЩЕСИСТЕМНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
И.В. Прангишвили
академик АН Грузии, директор Института проблем управления
имени В. А. Трапезникова РАН
1. Введение
Крупномасштабные технические, организационные, экологические, социальные и экономические объекты по своим характеристикам и признакам представляют собой сложные системы и поэтому их функционирование подчиняется системным законам и закономерностям1, действующим в природе и обществе. Наличие универсальных или общесистемных закономерностей, свойственных любой системе независимо от ее природы, позволяет выявлять наши неправильные действия и ошибки при управлении сложными системами, а также позволяет перенести знания и методы управления из одних, более изученных предметных областей, например, технической или экологической, в другие, менее изученные области, скажем в социально-экономическую сферу или сферу межнациональных отношений, при наличии между ними глубоких аналогий и системных изоморфизмов [1].
В общей теории систем Ю.А.Урманцева разработан некий алгоритм по сопоставлению систем различной природы и предсказанию сходства любых систем по системообразующим атрибутам и системному изоморфизму [1]. Установление принципиального сходства и изоморфизма различных по природе систем позволяет оценить возможности систем, перенести знания и методы анализа и решения из одних областей в другие.
Существуют неизвестные пока нам объективные закономерности, которым подчиняются слабоструктурированные экономические, социальные и другие сложные системы. Ученые пока научились анализировать и синтезировать только элементы или подсистемы таких сложных слабоструктурированных систем, а не всю систему в целом. В этом случае - когда осуществляется композиция (сборка) проанализированных элементов (подсистем) в систему - целостного результата не получается, так как, с одной стороны,целостная система много больше, чем сумма ее элементов, а, с другой, многие экономические, социальные системы не структурированы или точнее слабоструктурированы. Это означает, что экономические, социальные и другие неструктурированные системы не удается четко разбить на отдельные составные элементы, из которых как из кирпичиков собирается целостный образ (система). Поэтому изучение таких слабоструктурированных систем "снизу", отправляясь от свойств отдельных элементов систем, как правило, малоэффективно. Нельзя менять свойства элементов без учета свойств системы, так как система, как целостный образ, всегда довлеет над элементами.
В работах [1-3] изложены тринадцать основных универсальных или общесистемных закономерностей, учет которых позволяет оценить адекватность действий и выявить ошибки при управлении сложными техническими, организационными, экономическими, экологическими системами, в сфере межнациональных и межрелигиозных отношений. Ниже мы рассмотрим семь общесистемных закономерностей, которые не нашли отражения в [1,2, 3].
76
национальностей, языков, религий, межнациональных, межэтнических и межрелигиозных отношений и т. п.
Если применить указанный колебательный или пульсационный подход к анализу политических процессов, как к любым другим общественным и природным процессам, необходимо, прежде всего, установить два противоположных полюса, между которыми и происходит пульсация или колебание, повторяющееся через одинаковые промежутки времени. В политических прениях мы должны обнаружить два противоположно направленных вектора сил, которые и будут определять колебания политических процессов, а в итоге форму власти в рассматриваемый исторический период. Если проанализировать всемирную историю, то мы четко разглядим в ней два противоположных процесса: стремление к объединению в единое целое под одним общим управлением и не менее очевидное стремление к разъединению, к ослаблению централизованной власти, тягу к самостоятельности, к самоопределению. Этим двум противоположным процессам отвечают и два процесса становления власти. С одной стороны, это установление жесткой централизации, а с другой - децентрализация и усиление демократизации управления. Пульсационные или колебательные методы анализа процессов показывают, что объединение (склеивание) отдельных государств и наций во многом отвечает интересам транснациональных монополий, которым важно свободно перемещать сырье, товары, продукцию и людей через государственные границы. Процесс объединения государств и создания единых валют, законодательств, правительств, парламентов и многого другого в Европе уже идет. Пульсационный процесс слияния (объединения) позволяет предсказать, что в будущем будут объединяться не только отдельные государства, но и нации, национальности и религии. Это приведет к уменьшению числа межнациональных конфликтов, так широко распространенных в нашем ныне еще расщепленном мире.
4. Общесистемный закон "лестничного" характера развития систем
В условиях отрицательного внешнего воздействия среды всякая природная система стремится сохранить свою устойчивость, чтобы не разрушиться и не погибнуть. Этой устойчивости система достигает за счет общесистемного закона "лестничного" характера эволюционного развития систем. Чем выше ступень "лестницы'', на которую переходит система, тем более устойчивой она становится к внешним возмущениям. Поэтому каждая природная система постепенно стремится попасть на более высокую ступень лестницы. Когда определенная система исчерпывает резервы своего развития, то на ее основе на следующей ступени образуется новая, более сложная система или надсистема, которая оказывается более устойчивой по отношению к внешним возмущениям. Затем эта новая система вновь исчерпывает резервы своего развития и на ее основе, на следующей ступени, формируется следующая, новая, еще более сложная и еще более устойчивая система [6].
Наглядная демонстрация закона "лестничного" характера развития систем - это пример биологических и социальных систем. В самом деле, известно, что отдельные атомы не устойчивы к внешним условиям и их развитие происходит путем объединения атомов в молекулы, что обеспечивает большую устойчивость по отношению к изменению внешних условий среды; развитие молекул заканчивается с появлением белков и эстафета передается клеткам, далее происходит развитие клеток и на их основе образуется более устойчивая система в виде различных организмов (включая организм человека); развитие организма резко сокращается, когда на базе объединения людей формируется более устойчивая система в виде коллектива и
83
общества; развитие общества опять происходит до определенного времени, пока за счет объединения не образуется еще более устойчивая система в виде надобщества, которая попадает на еще более высокую ступень "лестничного" развития. Организм для общества выполняет ту же роль, что клетка для организма. Эволюционное развитие системы по закону "лестницы" имеет экспоненциальный характер. Это означает, что каждая ступень лестницы более быстро создает условия для создания следующего этажа. Так общество, которое более устойчиво к отрицательным внешним воздействиям, чем отдельный организм, одновременно заканчивает и свое развитие, и создание следующей системы за более короткое времени, чем это требуется отдельному организму. Каждая последующая система создается значительно быстрее, чем система, ей предшествующая. Закономерности "лестничного" характера развития подчиняются не только природные биологические и социальные системы, но и экономические и технические, или искусственные, системы. Поэтому с целью увеличения устойчивости различных систем к внешним возмущениям среды необходимо с помощью управления переводить систему на более высокую ступень "лестницы" за счет различного резервирования, создания иерархических структур, объединения в однородные среды и др.
Весьма заманчивым является также системный "закон стадийного развития техники", по которому в течение 4-х стадий развития происходит последовательное "вытеснение" человека из трудового процесса с последовательным "отчуждением" человека от таких 4-х функций, как технологическая, энергетическая, управленческая, планирующая, и с максимальной степенью передачи их техническим средствам [6]. Переход на очередную новую стадию развития технических средств происходит, когда исчерпываются возможности возрастания производительности и эффективности при помощи существующих средств. Последняя, 4-я стадия, предполагает полную автоматизацию производства, создание безлюдных производств за счет перехода на нанотехнологическую сборку продукции из атомов и молекул, что обеспечивает очень высокую материально-техническую базу для жизни и развития [7]. Эти еще недавно фантастические идеи по нанотехнологии будут воплощены в XXI веке еще при жизни нашего поколения [7].
5. Общесистемная 20%-я закономерность
Важной общесистемной универсальной закономерностью также является 20%-я закономерность. Из собранных статистических материалов следует, что в мире 20% крупных предприятий и концернов создают 80% всей продукции, в то время как 80% средних и мелких предприятий и организаций создают 20% продукции. Та же закономерность распространяется и на научные и трудовые коллективы. Так 20% ученых (наиболее активная их часть) создает 80% научной продукции, а остальные, менее активные (их - 80%), "вырабатывают" всего 20% научной продукции. Но при этом для создания всех 100% продукции обе части единого целого должны сосуществовать. Очевидно, если возникает вопрос поощрения коллектива грантами и другими премиями по конечным результатам созданной продукции, то следует в первую очередь поощрять 20%-ю наиболее активную часть ученых и специалистов, создающих основную (80%) часть продукции. Кстати, зарубежная статистика по количеству выпиваемого в Германии и Чехословакии пива также подтверждает, что 20% наиболее активных мужчин выпивает 80% пива, а 80% менее активных - 20%.
Этот 20%-закон создания продукции распространяется на пчелиные ульи и даже на муравейники. И здесь активная часть муравьиной "семьи" (20% муравьев), создает 80% продукции, а менее активная часть (80%), вырабатывает остальные 20%
84
Литература
1. Прангишвили И. В. Общественные закономерности функционирования сложных систем различной природы // Философские исследования, 1997, № 3.
2. Прангишвили И. В. Основные системные законы управления сложными системами различной природы в кризисной ситуации // Приборы и системы управления, 1997, №2.
3. Прангишвили И. В. Системный подход и системные закономерности функционирования сложных систем различной природы, современные технологии управления // Сборник докладов, фонд "Проблем управления", М, 1998 г.
4. Шаповалов В. И. Энтропийный мир // Волгоград, "Перемена", 1995.
5. Седов Е. А. Взаимосвязь энергии, информации и энтропии в процессах управления и самоорганизации // Информация и управление. М, 1985.
6. Корчмарюк Я. И. "Сеттлеретика" - новая междисциплинарная наука о "переселении" личности?, Волгоград, 1997.
7. Прангишвили И. В. Нанотехнологии могут во многом определить техническое и социально-экономическое развитие человечества (обзор) // Приборы и системы управления, 1998, № 4.
8. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции сложных систем, М: "Наука",1994.
9. Горский Ю. М. Основы гомеостатики. // Изд-во ИГЭА, 1998.