Osnovy_sotsiologii_Tom_1_Chast_1_Vvedenie_v_p

Глава 6. Достатожно общая теория управления (в кратком изложении)

возможны случаи взаимопроникновения — взаимовложенности суперсистем друг в друга1.

Бесструктурное управление возможно в суперсистемах, со-

стоящих из множества аналогичных в некотором смысле друг другу элементов: требование аналогии (т.е. способности элементов к взаимозаменяемости друг друга в разных процессах) в дан-

ном случае — дополнительное требование, по отношению к трѐм характеристическим требованиям, положенным в определение термина «суперсистема», связанное с тем, что, чем ниже параметры взаимозаменяемости, — тем ниже способность суперсистемы к порождению в себе бесструктурного управления.

Предположим, что мы распространяем в суперсистеме информацию — циркулярно, т.е. безадресно, в режиме «для всех, кто способен принять». Циркулярное распространение информации (т.е. одна и та же информация проходит через множество элементов), подчинѐнное некоторым статистическим характеристикам и разного рода оценкам возможного течения событий, несѐт в себе вероятностную предопределѐнность изменения информационного состояния памяти некоторого подмножества элементов в составе суперсистемы. Вероятностно предопределѐнное изменение состояния памяти элементов ведѐт к изменению статистических характеристик их самоуправления. Если распространение информации в этом множестве и его последствия обладают устойчивой предсказуемостью в статистическом смысле (то есть порождает предсказуемую статистику явлений), то возможно бесструктурное управление этим множеством, а также и его бесструктурное самоуправление.

В таком множестве элементов, обладающих различным ин- формационно-алгоритмическим наполнением их памяти, подчинѐнным статистическим закономерностям, существует статистическая предопределѐнность того, что 1) циркулярное безадресное прохождение в среде этого множества информационного модуля определѐнного содержания приведѐт к тому, что 2) элементы множества на основе самоуправления сложатся в одну или более структур, ориентированных на некий, соответствующий указан-

1 Примером взаимовложенности суперсистем являются взаимоотношения мужчин и женщин в составе человечества.

331

Основы соеиологии

ному информационному модулю вектор целей в течение вполне приемлемого интервала времени, и 3) вектор ошибки в возникшем процессе управления не выйдет за допустимые пределы.

Другими словами:

При бесструктурном управлении множество более или менее аналогичных один другому самоуправляющихся элементов, способных к взаимодействию друг с другом и средой, вероятностно предопределѐнно порождает из себя замкнутые системы, отвечающие заданному вектору целей и множеству допустимых векторов ошибки.

Главное отличие бесструктурного управления от структурного:

В бесструктурном управлении структура формируется не ди- рективно-адресно до начала процесса управления, а возникает управляемо (либо самоуправляемо) в порядке реализации статистических предопределѐнностей в ходе процесса управления на основе преимущественно безадресного циркулярного распространения информации во множестве элементов, составляющих суперсистему.

Поэтому множество элементов, в котором протекает процесс бесструктурного управления, само является замкнутой системой1

1 Не в том смысле, как термин «замкнутая система» понимается в современной физике, а в ранее определѐнном смысле достаточно общей теории управления.

Поясним разницу в понимании этого термина в физике и достаточно общей теории управления.

«Замкнутые системы» с точки зрения физики это изолированные от окружающей среды системы, которые не способны к обмену энергией с другими системами, и собственная энергия которых сохраняется в них самих.

Система является замкнутой в том и только в том случае, если поток энергии на входе и выходе системы равен нулю. Однако такая ситуация является лишь частным случаем. В общем случае поток энергии на входе и выходе системы не равен нулю. Замкнутые системы являются частным случаем открытых систем. Система является открытой тогда и только



332

Глава 6. Достатожно общая теория управления (в кратком изложении)

иерархически упорядоченных контуров прямых и обратных связей, архитектура которой меняется в ходе процесса управления. При этом это же множество элементов является средой, порож-

дающей из себя структуры в процессе еѐ самоуправления или управления ею извне.

Бесструктурное управление в его существе — управление статистическими характеристиками множественных (массовых) явлений на основе господствующих над множеством элементов вероятностно-статистических предопределѐнностей 1) хранения, распространения и переработки информации и 2) их оценок (управленцем) на основе чувства меры и статистических моделей.

Яркий пример бесструктурного управления — автобус без кондуктора с кассами. Цели управления: взимание платы за проезд

ираспространение билетов, оповещение об остановках. Всѐ это ложится на плечи пассажиров, поскольку в большинстве случаев трансляция в автобусах не работает, кроме того, водителю просто не следует отвлекаться от управления машиной: продавать билеты — тем более на ходу — и объявлять остановки — помеха его работе. Концепция управления включает в себя: приѐм денег, их размен, выдачу сдачи, вручение билетов, контроль за тем, чтобы не было безбилетников «зайцев», и консультации пассажиров о том, где им надо выйти. Она же — обязанности кондуктора; в автобусе без кондуктора их исполняет вся переменная по своему составу совокупность пассажиров, на основе информации их памяти.

Этот пример показывает, что одна и та же цель управления может быть осуществлена структурным (кондуктор, хоть и один, но всѐ же структура) и бесструктурным способом. Здесь же виден

исубъективизм в оценках качества управления, достигаемого при каждом из способов. Если Вы хотите, чтобы максимальный процент пассажиров ехал с билетами и никто не ошибся в остановке,

тогда, когда она обменивается потоками энергии с окружающей еѐ средой.

Т.е. реально «замкнутая система» в таком еѐ определении — абстракция теоретической физики, позволяющая приближѐнно описать течение реальных процессов в природе со множеством оговорок, поскольку в природе реально все системы — «открытые».

333

Основы соеиологии

то кондуктор лучше. Если вас интересует доход с автохозяйства, то в случае, когда экономия на зарплате сокращѐнных кондукторов компенсирует убытки, возникшие из-за дополнительных «зайцев» и расширения штата контролѐров, «кочующих» из автобуса в автобус по маршруту, — лучше ездить с кассами без кондуктора на принципе самообслуживания пассажиров.

Если же вы смотрите на всю систему общественного городского транспорта с точки зрения субъекта-хозяина1 государствасуперконцерна, то печатать и распространять билеты — вредная растрата какой-то части общественного фонда рабочего времени, производственных мощностей и природных ресурсов, поскольку отпечатанный и тут же выброшенный билет не удовлетворяет ни чьих личных потребностей ни в пище, ни в одежде, ни в жилье, ни в Знании — ни в чѐм-либо ином действительно полезном, чего так не хватает людям, но зато при их производстве и распространении изводится рабочее время, лес, энергия, замусоривается среда обитания.

Управление на основе виртуальных структур. Это — тоже один из процессов, возможных в суперсистемах. Мироздание предстаѐт в качестве объемлющей суперсистемы по отношению ко множеству взаимно вложенных суперсистем со структурой,

изменяющейся в каждый момент времени, а кроме того, — и определяемой разными субъектами по разным наборам признаков.

Такого рода объективная множественность и субъективная неопределѐнность в вопросе об идентификации каждой из суперсистем и еѐ структуры даѐт основание к тому, чтобы назвать все такого рода структуры «виртуальными».

Взаимная вложенность суперсистем предполагает существование элементов, одновременно принадлежащих к нескольким суперсистемам. В данном случае термин «одновременная принадлежность» означает, что в памяти элемента, одновременно при-

надлежащего разным суперсистемам из числа нескольких взаим-

но вложенных, присутствуют фрагменты информационноалгоритмического обеспечения каждой из суперсистем этого множества. Хотя в один и тот же момент времени этот элемент

1 В этом качестве может пребывать только концептуально властный народ.

334

Глава 6. Достатожно общая теория управления (в кратком изложении)

вовсе не обязательно занят в отработке алгоритмики каждой из суперсистем, к которой он принадлежит. Т.е. виртуальность структур предполагает существование элементов, в разные моменты времени проявляющих активность в алгоритмике разных суперсистем под воздействием внутренних процессов адресного обмена информацией в каждой из них (такого рода адресного распространения информации нет в бесструктурном управлении, которое возникает как результат циркулярного безадресного распространения информации).

Именно вследствие этого и порождаются структуры, которые как бы внезапно появляются, действуют и исчезают без какихлибо «видимых причин», — подобно тому, как появляются и исчезают пузыри на лужах при дожде, конечно если вывести из рассмотрения то обстоятельство, что дождь мы видим и осязаем.

Приведѐм пример управления на основе виртуальных структур. Предположим, что:

«суперсистема № 1» представляет собой подмножество элементов «суперсистемы № 2», т.е. всякий элемент «суперсистемы № 1» является одновременно и элементом «суперсистемы № 2», но не всякий элемент «суперсистемы № 2» является элементом «суперсистемы № 1»;

«суперсистема № 2» не видна с уровня «суперсистемы № 1»;

в «суперсистему № 1» проникает структура, несущая некий процесс управления, организованная на уровне «суперсистемы № 2».

При оговоренных условиях, функционирование этой структуры будет восприниматься на уровне «суперсистемы № 1» как ничем не обусловленные «случайные совпадения» взаимно дополняющего характера в поведении элементов «суперсистемы № 1», но не как проявление деятельности структуры, проникающей в «суперсистему № 1» из «суперсистемы № 2».

Если природа этих не случайных совпадений на уровне «суперсистемы № 1» не может быть выявлена, то на уровне «суперсистемы № 1» вся такого рода совокупность «случайных» совпадений — управление на основе виртуальных структур.

Это — один из примеров управления на основе виртуальных структур. В более общем случае любое проникновение структурного управления в суперсистему извне — в ней предстаѐт как

335

Основы соеиологии

управление на основе виртуальных структур вне зависимости от того, проникает в суперсистему структурное управление из иерархически равнозначной еѐ суперсистемы, либо это иерархически высшее управление, вплоть до иерархически наивысшего всеобъемлющего управления Вседержителя.

Структурное управление в суперсистемах может возникать как реализация соответствующего этапа полной функции управления — целенаправленное построение структуры, несущей концепцию управления. Но структурное управление в суперсистемах может возникать и из бесструктурного или из управления на основе виртуальных структур, если цели, на которые ориентировалось бесструктурное управление или управление на основе виртуальных структур, достаточно устойчивы, вследствие чего обретают устойчивость и структуры, сложившиеся в бесструктурном управлении или в виртуальном управлении для работы с этими целями.

Иными словами структурное управление может выкристаллизовываться из бесструктурного или из управления на основе виртуальных структур.

Наивысшее качество управления в суперсистемах достигается в сочетании структурного и бесструктурного управления в русле адекватного иерархически высшего управления, протекающего в них на основе виртуальных структур.

6.9. Балансировочные режимы и манѐвры

Теперь вернѐмся к замкнутым системам. Устойчиво управляемая система может находиться либо в балансировочном режиме, либо в режиме манѐвра. Один и тот же, реально протекающий режим может быть интерпретирован и как балансировочный, если соотноситься с одним вектором целей, и как режим манѐвра, если соотноситься с другим вектором целей.

В векторе целей балансировочного режима контрольные параметры неизменны во времени. В реальном устойчивом балансировочном режиме вектор состояния колеблется относительно неизменного положения в подпространстве контрольных параметров, а свободные параметры могут при этом изменяться повсякому.

336

Глава 6. Достатожно общая теория управления (в кратком изложении)

Понятие «балансировочный режим» несколько сродни понятию «равновесие», но шире его, поскольку обыденное сознание воспринимает «равновесие» статично — как неподвижную неизменность во времени. В балансировочном же режиме во времени неизменен процесс колебаний системы относительно точки «равновесия», координаты которой неизменны во времени: система проходит через неѐ, но не может пребывать в ней, хотя бы потому, что отклонения от неѐ — ниже порога чувствительности средств измерения или управление негибко, обладает конечным быстродействием и не может вовремя остановить и зафиксировать объект в точке равновесия.

Случай, когда вектор целей изменяться в процессе управления, будучи функцией времени либо функцией матрицы возможностей течения процесса управления и субъективно избранной алгоритмики управления процессом, о чѐм речь шла в разделе 6.5,

— является манѐвром. В векторе целей режима манѐвра изменяется хотя бы один из контрольных параметров. При рассмотрении реального процесса устойчивого манѐвра в подпространстве контрольных параметров вектор состояния отслеживает с некоторой ошибкой управления изменение вектора целей (содержащего только контрольные параметры). На свободные параметры, как и в случае балансировочного режима, ограничения не накладываются.

Режим маневрирования, в котором производные по времени контрольных изменяющихся параметров постоянны (в пределах допустимой ошибки управления), называется установившимся манѐвром. Установившийся манѐвр сам является балансировочным режимом, из вектора целей которого исключены изменяющиеся в процессе манѐвра контрольные параметры.

Если идти от реально протекающего процесса управления и строить по предположению (т.е. гипотетически) вектор целей субъекта, реально управляющего процессом (это называется «идентификация» вектора целей), то один и тот же режим можно интерпретировать в качестве балансировочного режима или устойчивого колебательного манѐвра. Так, при отнесении к вектору целей только параметров, колеблющихся относительно средних значений (в зависимости от ограничений на ошибки управления), режим интерпретируется как балансировочный режим; при отне-

337

Основы соеиологии

сении к вектору целей хотя бы одного из произвольно меняющихся параметров, режим интерпретируется как манѐвр.

Точно также один и тот же режим можно воспринимать как устойчивый, исходя из одних ограничений на вектор ошибки; и как неустойчивый, исходя из более строгих ограничений на вектор ошибки; в этом предложении хорошо видно проявление возможности троякого понимания устойчивости: 1) по ограниченности колебательного процесса отклонений от некоего идеального режима, 2) по убыванию отклонений после снятия возмущающего воздействия и 3) по предсказуемости.

Простейший пример балансировочного режима — езда на автомобиле по прямой дороге с постоянной скоростью. Все стрелочки на приборной панели, кроме расхода бензина, подрагивают около установившихся положений; но рулѐм всѐ же «шевелить» надо, поскольку неровности дороги, боковой ветер, разное давление в шинах, люфты в подвесках и рулевом приводе норовят увести автомобиль в сторону.

Манѐвры в свою очередь разделяются на слабые и сильные. Это разделение не отражает эффективности манѐвра. Понятие слабого манѐвра связано с балансировочными режимами. Перевод системы из одного балансировочного режима в другой балансировочный режим — это один из видов манѐвра. Некоторые замкнутые системы обладают таким свойством, что, если этот перевод осуществлять достаточно медленно, то вектор состояния системы

впроцессе манѐвра не будет сильно отличаться от вектора состояния в исходном и (или) конечном балансировочном режиме за исключением изменяющихся в ходе манѐвра контрольных параметров и некоторых свободных параметров, информационно связанных с контрольными.

Если на корабле положить руль на борт на 3 — 4 градуса, то корабль начнѐт описывать круг очень большого диаметра и будет происходить изменение угла курса. Если это делается вне видимости берегов и в пасмурную погоду, то большинство пассажиров даже не заметят манѐвра изменения курса. Если же на полном ходу быстроходного корабля (узлов1 25 — 30) резко положить руль

1Узел — единица измерения скорости в морской практике (и иногда

вавиации), равная 1 морской миле в час. Морская миля равна 1 852 м.



338

Глава 6. Достатожно общая теория управления (в кратком изложении)

на борт градусов на 20 — 30, то палуба в процессе перекладки руля дѐрнется под ногами в сторону, обратную направлению перекладки руля; потом начнѐтся вполне ощутимое вестибулярным аппаратом человека изменение курса, сопровождающееся вполне видимым креном до 10 и более градусов.

Хотя в обоих случаях изменение курса может быть одинаковым, гидродинамические характеристики корабля в первом случае слабого манѐвра не будут сильно отличаться от режима прямолинейного движения; во втором случае, когда корабль начнѐт входить в циркуляцию диаметром не более 4 — 5 длин корпуса,

— будет падать скорость хода, появится значительная по величине поперечная составляющая скорости обтекания корпуса и крен, а общая картина обтекания корпуса и гидродинамические характеристики будут качественно отличаться от имевших место при прямолинейном движении или слабых манѐврах.

Разделение манѐвров на сильные и слабые в ряде случаев позволяет существенно упростить моделирование поведения замкнутой системы в процессе слабого маневрирования без потери качества результатов моделирования. Поскольку выбор меры качества всегда субъективен, то и разделение манѐвров на сильные и слабые определяется субъективизмом в оценке качества моделирования и управления. Но, если такое разделение возможно, то слабому маневру можно подыскать аналогичный ему (в ранее указанном смысле) балансировочный режим.

6.10. Понятие о теориях подобия

В практической деятельности — в создании новой техники, в организации управления теми или иными процессами — типичны ситуации, в которых по параметрам какой-то одной замкнутой системы надо судить о процессах и параметрах какой-то другой замкнутой системы, которая от первой может отличаться:

либо своими размерами при однокачественности природы обеих систем (т.е. при однокачественности физических носителей процессов в обеих системах и во внешней среде),

Эта единица более старая, чем километр, и равна длине отрезка дуги экватора в 1 угловую минуту, что делает морскую милю наиболее удобной единицей длины в навигационных расчѐтах.

339

Основы соеиологии

либо природой.

И то и другое нуждается в пояснении.

Что касается различий однокачественных по своей природе систем, то жизнь полна так называемых «масштабных эффектов».

Масштабные эффекты проявляются в том, что при изменении всех или только некоторых размеров однокачественных по своей природе систем значения параметров, характеризующих процессы в самой системе и во взаимодействии еѐ со средой, изменяются не пропорционально масштабу изменения соответствующих размеров исходной систем.

При этом изменение исходных размеров системы может сопровождаться изменением каких-то параметров, характеризующих поведение новой системы, как в большую, так и в меньшую сторону. В некоторых случаях плавный переход по шкале масштаба к иным размерам системы может сопровождаться ступенчатым увеличением или уменьшением параметров, характеризующих еѐ поведение. В других случаях какие-то параметры, характеризующие поведение системы, оказываются безразличными к изменению масштаба по отношению к исходным размерам. Всѐ это в природе обусловлено тем, что подавляющее большинство параметров, которыми характеризуется система и еѐ поведение, обусловлены не одним, а множеством факторов (т.е. в математических моделях большинство параметров — функции не одного, а многих аргументов, причѐм функции нелинейные), каждый из которых по разному влияет на изменение характеристических параметров системы при переходе к иному масштабу.

Наличие масштабных эффектов в жизни при оценке однокачественных систем и процессов, протекающих в них и с ними связанных внешних процессов, приводит к вопросу о том: Как пере-

считать характеристики одной системы, процессов в ней и с нею связанных внешних процессов к масштабу другой системы, обладающей иными размерами, для того, чтобы можно было судить о достоинствах и недостатках, о соответствии каждой из систем задачам, на неѐ возлагаемым, о качестве управления (решения) этих задач каждой из сопоставляемых друг с другом систем?

340