КОНЦЕПЦИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО СИНТЕЗА СИСТЕМ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СТРОИТЕЛЬСТВУ И РАЗВИТИЮ ВОЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ГОСУДАРСТВАИ ЕЕ КОМПОНЕНТОВ.

Одной из целей проводимых в настоящее время военной и административной реформ является построение эффективной военной организации государства (ВОГ) - системы политических, экономических, военных, социальных, правовых и иных институтов государства, функционирование которых направлено на обеспечение его обороны и безопасности. Для достижения указанной цели осуществляются мероприятия военного строительства, ориентированные на создание и реформирование компонентов ВОГ, приведение ее структуры в соответствие с изменяющимися внешними и внутренними условиями военного строительства.

Вестник Академии военных наук 03-2004г стр.55-59

Полковник С.П. БЕЛОКОНЬ, __доктор технических наук

Для более глубокого понимания смысла проводимых преобразований представляется интересным сопоставить реализующие их процессы с процессами создания (синтеза) некоторой абстрактной сложной системы. Подобное сопоставление позволит взглянуть на строительство и развитие ВОГ через «призму» системного подхода и, используя системное представление как эталонное, выработать научно-обоснованные методические рекомендации по совершенствованию реальной военной организации государства.

Системный анализ, как и системный подход в его «классическом» варианте, являются преимущественно методами анализа систем. Наличие большого количества используемых в настоящее время методов системного анализа отражает, с одной стороны, сложность решаемых задач и, с другой стороны, то обстоятельство, что процесс формирования данного метода еще не закончен. Однако еще в большей степени указанная тенденция характерна для процесса синтеза систем. Существующие методы синтеза сложных систем, обладающих иерархической структурой, разработаны недостаточно полно и представляют собой сочетание содержательных (эвристических, интуитивных) и формальных (алгоритмических) методов, включающих:

методы, связанные с перебором возможных вариантов системы, и их различные модификации (метод ветвей и границ, метод последовательного конструирования, анализа и отбора вариантов, специальные методы теории расписаний и т.д.);

классические методы синтеза, использующие дифференциальные уравнения процессов функционирования системы, элементы вариационного исчисления и математического программирования;

игровые методы, разработанные на основе теории игр и принципа максимума;

метод систематического синтеза, заключающийся в последовательной оптимизации снизу вверх структуры системы, характеристик ее подсистем (элементов) и определении рациональных стратегий соответствующих процессов функционирования.

Применение метода систематического синтеза, а также классических и игровых методов для синтеза ВОГ существенно усложняет математическое содержание задачи по причине затруднений, связанных с получением адекватного аналитического описания процессов функционирования компонентов военной организации государства. Использование методов, связанных с перебором вариантов, также не является конструктивным, поскольку число таких вариантов может быть значительным.

Сложности, связанные с использованием для формирования ВОГ существующих методов синтеза сложных систем, вызывают необходимость развития методологии синтеза систем применительно к данной предметной области. Одним из первых шагов в указанном направлении является выбор концепции формирования военной организации государства - определенной системы взглядов на методологию военного строительства в целом.

При использовании системного подхода исследуемый объект рассматривается как определенное множество элементов, взаимосвязь которых обусловливает целостные свойства этого множества. Основной акцент делается на выявление многообразия связей и отношений, имеющих место как внутри исследуемого объекта, так и в его взаимоотношениях с внешним окружением, средой. Наиболее общее толкование функции как внешнего проявления свойств объекта в определенной системе отношений позволяет рассматривать функции, реализуемые системами, как совокупность собственно функциональных возможностей системы и как совокупность ее свойств, которые могут быть выражены как качественными, так и количественными характеристиками.

Понятие функции близко к понятию цели. Оба эти понятия тесно связаны друг с другом. Так, цель ВОГ, заключающаяся в обеспечении обороны и безопасности страны, с позиций системы более высокого уровня (государства) может рассматриваться как функция. Основные функции системы (макрофункции) определяют функции, реализуемые элементами системы (микрофункции). Любая функция системы и ее составных частей подчинена цели функционирования системы. Однако цель осуществима только тогда, когда имеются объективные возможности для ее реализации, эти возможности определяются структурой системы, характеристиками ее элементов и внешней средой, с которой система находится в постоянном вещественно-энергетическом и информационном обмене.

Свойства объекта как целостной системы определяются не только и не столько суммированием свойств его отдельных элементов, сколько свойствами его структуры, особыми системообразующими, интегративными связями рассматриваемого объекта. Понятие структуры отражает упорядоченность, организованность системы. Система предполагает определенную организацию составляющих ее элементов. Под организацией (от лат. organizo - сообщаю стройный вид, устраиваю) понимается внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия отдельных элементов системы. Внутренняя форма организации системы, выступающая как единство состава системы и устойчивых взаимосвязей между ее элементами, определяет структуру (от лат. stractura - строение) системы.

В работах Е.П. Балашова,2, было показано, что при анализе и синтезе конкретных систем рассмотрение традиционных философских категорий «содержание» и «форма» может быть сведено к рассмотрению понятий «функция» и «структура» соответственно. Поэтому, исходя из существующей субординации содержания и формы, во взаимосвязи функции и структуры первой отводится, как правило, ведущая, определяющая роль, а структура трансформируется, видоизменяется в соответствии с реализуемыми функциями и конкретными условиями функционирования системы.

Еще один важный аспект взаимоотношения функции и структуры проявляется при рассмотрении процессов возникновения, развития и разрешения противоречия между функциями, реализуемыми системой, и соответствующими структурами, предназначенными для реализации этих функций. Поскольку жестких связей между функциями и структурой системы не существует, то разрешение противоречий между ними может осуществляться различными путями - от полного отказа от старой структуры, переставшей соответствовать новому содержанию, до использования этой старой структуры, несмотря на существенно изменившиеся функции.

Единство функции и структуры имеет первостепенное значение для анализа и синтеза такой сложной системы, как военная организация государства. Указанное единство обусловливает существование и необходимость рассмотрения особой - функционально-структурной организации данной системы, представляющей собой единство ее функциональной и структурной организации. Функциональная организация системы - это совокупность функций системы и связей между ними. Структурная организация характеризует инвариантный аспект состава системы и связи между ее элементами. Таким образом, для организации (в широком смысле слова) структурный аспект не может рассматриваться как первичный

Теоретической основой функционально-структурной организации системы является функционально-структурный подход, базирующийся на предположении первичности функционального назначения системы по отношению к ее структурной организации. Характерными особенностями функционально-структурного подхода являются: учет диалектической взаимосвязи функций и структуры систем при определяющей роли функции по отношению к структуре; целостный подход к анализу и синтезу многоуровневых систем; учет взаимосвязи между элементами системы и исследуемой системы с окружающей средой; рассмотрение систем в развитии; единство философского и специального знания, проявляющееся в совместном использовании общих законов материального мира и закономерностей развития систем определенного класса; общность подхода к анализу и синтезу систем.

Проведенный краткий обзор позволяет сформулировать определенную трактовку процесса синтеза ВОГ и соответствующую ей систему взглядов на методологию военного строительства. Руководящими идеями здесь являются ориентация на существующую субординацию функций и структур формируемых систем, а также необходимость учета постоянного развития функций и структуры ВОГ.

Наиболее полно сформулированной концепции соответствует концепция эволюционного синтеза систем', базирующаяся на принципах функционально-структурной организации систем-прототипов и эвристических приемах интеграции и дифференциации функций и структур при создании систем нового поколения. В соответствии с ней процесс формирования ВОГ может быть разделен на следующие этапы: системный; структурный; логический; организационно-плановый; организационно-технический.

Основными мероприятиями системного этапа синтеза являются: анализ процессов взаимодействия ВОГ с органами государственной власти, другими институтами государства, а также международными организациями; формализация и алгоритмизация процессов функционирования военной организации, построение модели военной организации государства; формирование совокупности функций, реализуемых ВОГ.

Основным противоречием системного этапа синтеза является противоречие между достоверностью и точностью описания процессов функционирования военной организации государства, с одной стороны, и уровнем наших представлений о процессах, протекающих в данной системе, - с другой, то есть противоречие между разрабатываемой (используемой) моделью ВОГ и реальной военной организацией государства. Возможными путями разрешения противоречий системного этапа синтеза являются использование аппарата теории нечетких множеств и принципов ситуационного управления при формировании моделей процессов функционирования ВОГ и ее компонентов, широкое применение полуэмпирических и эмпирических моделей (косвенно учитывающих реальную сложность процессов, происходящих в компонентах ВОГ).

На этапе структурного синтеза решается основная задача создания систем - синтез структуры системы. Синтезировать систему - значит определить структуру системы и процессы ее функционирования, то есть реализовать заданную совокупность функций системы на основе совокупности элементов ее будущей структуры. Считается, что структура системы определена, если задано множество элементов системы и связей между ними. Следовательно, для решения задачи синтеза структуры ВОГ необходимо определить множество ее компонентов и установить между ними связи.

С позиций концепции эволюционного синтеза систем этап структурного синтеза военной организации государства представляет собой процесс последовательного формирования и преобразования (трансформации) моделей функционально-структурной организации системы: формирование дерева функций ВОГ; декомпозиция функций до уровня элементарных функций; формирование модели функциональной структуры ВОГ; формирование модели морфологической структуры ВОГ.

На этапе структурного синтеза ВОГ основным противоречием является противоречие между функциональной полнотой и требованиями минимизации структуры данной системы. Создание функционально-ориентированной системы с минимальной структурой (системы, реализующей заданные функции при минимальном составе и номенклатуре компонентов и элементов) порождает новое противоречие - между числом типов компонентов и элементов ВОГ, необходимых для реализации заданных функций, и их количеством. Под компонентом ВОГ понимается функционально и (или) организационно законченная подсистема военной организации государства, предназначенная для воспроизведения определенной совокупности функций совместно с другими компонентами ВОГ соответствующего уровня функционально-структурной организации.

На этапе логического синтеза ВОГ в основном решаются задачи синтеза специализированных компонентов (элементов) военной организации государства и компонентов (элементов) военной организации, осуществляющих взаимосвязь (сопряжение) отдельных компонентов (элементов) военной организации. Основное противоречие этого этапа заключается в противоречии между совокупностью специальных функций, которые должны быть реализованы с определенным качеством за ограниченное время, и числом компонентов (элементов), а также количеством типов (номенклатурой) компонентов (элементов), необходимых для формирования логической структуры военной организации государства.

Этап организационно-планового синтеза связан с разработкой организационно-штатной структуры военной организации государства. Основное противоречие этого этапа сводится к противоречию между функциональными возможностями создаваемых (реформируемых) компонентов военной организации (реализация определенных функций с необходимым качеством при различных условиях функционирования) и сложностью структуры военной организации государства, определяемой количеством компонентов (элементов), необходимых для формирования ВОГ, и допустимыми отклонениями качества функционирования данных компонентов от требуемого уровня.

Основное противоречие этапа организационно-технического синтеза заключается в противоречии между функциональными возможностями компонентов (элементов) ВОГ и организационно-техническими (финансово-экономическими, технологическими) ограничениями их формированию.

Разделение процесса синтеза системы на этапы является весьма условным, особенно если учитывать два быстро развивающихся эволюционных процесса, идущих параллельно и оказывающих постоянное взаимное влияние друг на друга - эволюцию функций и эволюцию технологий, приведших к фактическому слиянию структурного и логического, а также организационно-планового и организационно-технического этапов синтеза систем.

Наиболее разработанными в настоящее время являются этапы организационно-планового и организационно-технического синтеза, к которым чаще всего сводились многочисленные реформы ВОГ и отдельных ее компонентов. Исследования,

касающиеся предшествующих этапов создания системы, как правило, либо не проводились, либо проводились они несистемно, применительно к отдельным компонентам военной организации государства. Поэтому представляется целесообразным остановиться на системном, структурном и логическом этапах синтеза системы более подробно.

Данные этапы являются теоретическими и заканчиваются формированием исходного множества вариантов структуры создаваемой (реформируемой) военной организации государства (см. рисунок).

Исходными данными для синтеза структуры ВОГ являются результаты анализа систем-прототипов (обобщенное дерево функций, базовые структуры различных компонентов (элементов), наиболее удачные принципы реализации отдельных подсистем ВОГ), оригинальные способы разрешения «противоречий» создаваемой (реформируемой) системы и принятая концепция формирования ВОГ.

Основой для формирования дерева функций является множество основных и дополнительных функций ВОГ, образованное на основе результатов анализа существующих и имевшихся ранее военных организаций различных государств, а также предпочтений лиц, принимающих решение, относительно выполняемых ВОГ функций. Множество основных функций определяет класс системы. Изменение этого множества порождает систему нового класса. Множество дополнительных функций определяет такие свойства подсистем ВОГ, как надежность, живучесть, автономность и др. Изменение множества дополнительных функций порождает различные варианты систем данного класса, определяемого множеством основных функций.

На этапе формирования дерева функций системы осуществляется анализ множества основных и дополнительных функций ВОГ, устанавливается их

преемственность с функциями, характерными для систем рассматриваемого класса, сформировавшимися в процессе их эволюционного развития. Такое сопоставление позволяет уточнить совокупность функций, учитывая особенности условий протекания процессов функционирования ВОГ и задач, выполняемых компонентами существующих ВОГ. В результате декомпозиции основных и дополнительных функций формируется дерево функций системы. Каждый последующий уровень функционального представления получается из предыдущего в результате декомпозиции функций, расположенных на предыдущем уровне. Каждый новый, более подробный уровень описания функций, реализуемых ВОГ, отличается уменьшением уровня абстракции и повышением степени детализации.

Учитывая многоуровневость декомпозиции, каждая из функций может рассматриваться как макрофункция и (или) микрофункция, в зависимости от уровня рассмотрения. Степень декомпозиции макрофункций зависит от однородности выделяемых микрофункций. При однородных (идентичных) микрофункциях их число может существенно возрастать.

Практика декомпозиции функций систем различной физической природы показывает, что для эффективно организованных систем независимо от их функционального назначения число уровней декомпозиции дерева функций обычно не превышает 5-7 уровнейВ процессе формирования системы может происходить совмещение функций отдельно взятого уровня и смежных уровней. Число уровней структурной организации в реальных системах не превышает 3-5 уровней. Осуществляемый в процессе синтеза многоуровневых систем переход от предельной декомпозиции функций (построение дерева функций) к предельно-возможному сжатию, (совмещению) функций соответствует принципу многофункциональности и закономерности организационной интеграции функционально связанных элементов и подсистем.

Реальные ограничения числа уровней при формировании дерева функций ВОГ определяются разумной начальной ориентацией на определенную квалификацию военных специалистов и образцы вооружения, военной и специальной техники. Декомпозиция основных и дополнительных функций осуществляется до уровня микрофункций, соответствующих функциональным возможностям элементов ВОГ, которые могут быть использованы для реализации системы.

На следующем этапе структурного синтеза ВОГ на основе анализа дерева функций системы осуществляется выявление подобных функций и выделение общих микрофункций, которые затем объединяются в функциональные подсистемы (ФП), предназначенные для воспроизведения определенной совокупности функций совместно с другими подсистемами различных уровней функционально-структурной организации.

Совместный организационно-технический и функциональный анализ подсистем ВОГ существенно осложняется тенденцией отображения все более сложных функций организационно-техническими элементами низких уровней, что стимулируется интенсивным развитием военных технологий. В связи с этим целесообразно рассматривать отдельно ФП и организационно-технические подсистемы (ОТП). ФП - функциональная часть ВОГ (компонента ВОГ), обладающая функциональной завершенностью, не имеющая, как правило, самостоятельного организационно-технического завершения. ОТП - составная часть ВОГ, обладающая организационно-технической завершенностью и рассматриваемая, как правило, безотносительно к функциональному назначению.

Разработчик системы всегда стремится реализовать заданные функции на основе минимального числа многофункциональных подсистем. Однако непрерывное расширение и усложнение функций, реализуемых системой, приводит к включению в систему ряда специализированных подсистем. Система разрастается, структура системы усложняется и требуется скачок в развитии представлений заказчика о системе, подкрепленный развитием технологий, чтобы появилась возможность реализации усложненной системы на базе многофункциональных подсистем нового поколения. Далее процесс повторяется. В соответствии с принципом многофункциональности, для процесса развития систем характерно тяготение к использованию многофункциональных подсистем. Применение многофункциональных подсистем позволяет наиболее экономичным образом разрешить противоречия, возникающие между функциями, реализуемыми подсистемами определенного уровня, и сложностью структуры, необходимой для реализации этих функций.

Следующим этапом синтеза структуры ВОГ является выполнение эквивалентных преобразований над ее подсистемами. Отображение функциональной структуры системы на множество ОТП связано с реализацией указанных преобразований, в основу которых положены «взаимопереходы» - эквивалентная замена микрофункций. Выделяют два типа совмещения функциональных блоков, которые можно условно назвать пространственным и временным совмещением. Под пространственным совмещением функциональных подсистем понимается такое преобразование модели системы, которое заключается в объединении нескольких однотипных в функциональном отношении подсистем и элементов в одну подсистему, которая используется для выполнения всех микрофункций, ранее выполнявшихся в заменяемых функциональных блоках. Под временным совмещением понимается такое преобразование модели системы, при котором изменяется порядок инициирования работы совмещаемых ФП, в результате чего работа некоторых подсистем может осуществляться одновременно. При этом временное совмещение может осуществляться как в отношении однотипных, так и в отношении разнотипных ФП. Конечной целью преобразования является достижение максимального соответствия структуры на основе ОТП минимальной функциональной структуре.

Формирование альтернативных вариантов структуры ВОГ производится на основе анализа результатов наложения на трансформируемую (преобразуемую) функциональную структуру различных (альтернативных) наборов ОТП. Выбор рационального варианта структуры ВОГ может осуществляться по показателям качества функционирования военной организации государства и ее компонентов.

Следует отметить, что возможное использование концепции эволюционного синтеза систем применительно к строительству и развитию военной организации государства и ее компонентов не противоречит и не подменяет существующую методологию военного строительства, а лишь дополняет ее в плане более строгого научного обоснования функционально-структурной организации ВОГ.

На основе знания закономерностей формирования и развития систем может быть создан методический аппарат, позволяющий приводить структуру ВОГ в соответствие с изменяющимися функциями, внешними и внутренними условиями военного строительства. Для использования концепции эволюционного синтеза систем в практике военного строительства необходимо также сформировать совокупность исходных данных, включающую, в первую очередь, функции существующей и перспективной военной организации государства, а также наиболее эффективные варианты реализации отдельных функций (микрофункций) посредством соответствующих организационно-технических подсистем. Их использование даст возможность получать научно-обоснованные методические рекомендации по совершенствованию военной организации государства.

Балашов Е.П. Эволюционный синтез систем. - М.: Радио и связь, 1985. - 328 с.

2 Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Проектирование информационно-управляющих систем. - М.: Радио и связь, 1987. -256 с.

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте