Постановка проблемы: орг считает системой, но взаимодействия вроде нет
В текущем курсе “Системное мышление” приводится некоторое количество примеров групповых систем (например, клиентура и лот), но в целом мышление о групповых системах остаётся трудным. Типичный пример: система ли сообщество, или не система, если организатор сообщества считает его системой, но люди в сообществе занимаются каждый своим делом и не общаются между собой – где там эмерджентность? Система ли выпущенная серия одинаковых деталей, или просто “куча” – детали-то не взаимодействуют, эмерджентность не проявляют? Скажем, какая онтологическая природа “обрабатываемой партии заготовок” (batch) в операционном менеджменте?
Можно уйти от каких-то ответов на этот вопрос, если объявить все эти объекты “предметами метода”, представлять их как “объекты внимания”, перейти к разговору об альфах – и тем самым оставить о них рассуждения из курса “Методология”, но не курса “Системного мышления”. И тут же мы теряем мощь системного мышления – гарантированное заземление, системное описание, целевая система с границей к её окружению, рекурсивное применение системного мышления, граф создания, сложные цепочки отношений для концептов типа customer needs (это к свойствам надсистемы и ожиданиям внешних проектных ролей, а не свойствам самой системы) и т.д. Так что отвечать на вопрос “система ли это” – надо.
Какие групповые системы нам интересны? Конечно, все, так что мы только дадим несколько примеров – важно тут понять принцип. И, конечно, однозначного ответа “из учебника” на вопрос “а у меня тут система или нет” не существует, ибо всё зависит от конкретной ситуации и того, как вы затем будете использовать ответ. Поэтому примеры примерами, а думать в своём проекте придётся каждый раз.
Из нашего опыта (а через нас идут сейчас сотни студентов) чаще всего затруднения по классифицированию систем со следующими объектами:
– партии/batches, лоты – единицы обработки
– серии (мелкосерийное или крупносерийное производство – это как раз об этом, все партии одной модели) как единицы выпуска, в том числе партии и серии с учётом mass customization (скажем, все боинги 737 выпускаются в уникальной конфигурации, в соответствии с пожеланиями клиентов)
– парки/fleet (на русском – это по месту стоянки транспорта, а по-английски – указание на то, что движется)
– запасы/резервы/pools – в том числе пул проектных менеджеров, пул вагонов для парка электровоза
– указание на материал (неисчисляемое существительное, типа “молоко – наша система”, или “мы делаем полиэтилен” без указания на форму выпуска и количество)
– сообщества каких-то ролей (скажем, вокруг организации можно выделить сообщества сотрудников, инвесторов, заказчиков, поставщиков/suppliers, конкурентов, иногда выделяют сообщества пользователей как не совпадающее с сообществом заказчиков, и часть ролей может играться не физическими “лицами”, а организациями)
Ключевое затруднение тут – это указание на то, что эмерджентные свойства возникают в системе в ходе взаимодействия её частей. Взаимодействуют ли детали в их партии/batch? Вроде нет. Случай, когда урановое сырьё приказали размещать кучками вдали друг от друга, чтобы кучки не перегревались, ибо между ними таки было взаимодействие – они экзотические. С другой стороны, когда Элон Маск говорит, что выпустить одну огромную ракету – это просто, а вот наладить серийный выпуск так, что эти ракеты выходили бы из ворот ракетного завода раз в 72 часа, вот это сложность. Вроде бы речь идёт о ракетном заводе, и привычно говорить, что целевая система завода – ракета, это решает огромное число вопросов. Но появляются дополнительные вопросы, когда мы обсуждаем
– выпуск (группу выпускаемых систем, или в случае сервиса – группу систем, для которых был оказан сервис),
– скорость выпуска (первая производная выпуска по времени)
– ускорение выпуска (вторая производная выпуска по времени, “рост скорости выпуска”)
– рывок выпуска (третья производная выпуска по времени, “рост ускорения выпуска” или “рост темпа роста скорости выпуска”, канцелярит тут побеждает математическую терминологию)
Эмерджентные свойства у наборов/групп/collections объектов
Всё-таки какие-то эмерджентные свойства у наборов объектов появляются: мы тут можем вспомнить, что ключевое – это проявление таких свойств в окружение. Взаимодействие может быть не прямое друг с другом, а через среду/окружение/environment, и проявление появляющихся/эмерджентных свойств будет как раз тем, что среда будет испытывать совокупное воздействие:
– транспортный парк и вагонный пул. Транспортные средства, вагоны или тележки индивидуально не проявляют свойства транспортной системы, но вместе они могут составить транспортную систему: например, удовлетворять расписанию, выдавать архитектурные характеристики надёжности и доступности. Возможно, для транспортной системы нужно будет что-то добавить к тамошним наборам: службы ремонта и обслуживания, управляющие системы, наличие дорог, наличие топлива, наличие водителей, наличие организаторов движения и т.д. Но даже если рассмотреть полноценную транспортную систему, то составной её частью (подсистемой) можно считать транспортный парк и вагонный пул. Это свойства, проявляемые во время эксплуатации.
– партия/batch деталей проявляет эмерджентные свойства, но они относятся обычно ко времени изготовления, а не ко времени использования детали. Скажем, доля дефектов тут --свойство/качество, которое не существует на уровне одной детали. Если речь идёт о каком-то товаре, то какой-то объём партии может обвалить цены на рынке при продаже, а при покупке – наоборот, задрать цены. Если речь идёт о страховке, то актуарные расчёты (размеры страховой выплаты) тоже зависят от вероятностей страховых случаев, эти вероятности относят ко всей совокупности объектов. В биологии речь может идти о свойстве выживаемости для генов, ибо только ничтожный процент каких-то “партий” спермы или яйцеклеток будет доходить до стадии взрослых организмов, дающих потомство.
– если речь идёт о материалах (железо, молоко, полиэтилен), то заведомо мы не говорим о системе. Но для перехода к системе тут проще всего спросить о форме и упаковке. А затем перейти к рассуждениям о “партии” продукта (например, полиэтилен – “гранулы полиэтилена” – “баночка гранул полиэтилена” или “эшелон гранул полиэтилена”, “молоко” – “бутылка молока” – “партия молока”).
– получение архитектурной характеристики надёжности: включение в состав целевой системы не одной системы-подсистемы, а нескольких, которые между собой не взаимодействуют, но они дают инженерную избыточность, их совокупная надёжность выше, поэтому осмысленно их рассмотрение как отдельной подсистемы. Конечно, функция там будет одна и та же у одной системы и подсистемы с несколькими системами (с дублированием функций, если информационные системы – то с проверкой одинаковости ответа от всех). Там тоже эмерджентность получается при включении отдельных объектов-систем в состав надсистемы, но при этом появляются и общие новые свойства, которых нет у одной системы – и поэтому может быть целесообразно выделять группу как подсистему какой-то системы, чтобы иметь возможность обсудить эти свойства, а не прямо включать системы из группы как подсистемы.
– группа невзаимодействующих между собой однотипных модулей (и их невзаимодействие будет обеспечиваться архитектурно! архитекторы намеренно будут убирать зависимости!) может быть включена в состав какой-то системы для того, чтобы добавить масштабируемость. Система содержит слоты, предусматривающие использование переменного числа однотипных модулей в зависимости от потребности. И вот общая производительность может быть отнесена на систему из подсистемы-платформы со слотами и далее трассирована к отдельным модулям-подсистемам, но может быть отнесена и к “группе модулей” как отдельной подсистеме, ибо там могут возникнуть и другие характеристики (скажем, помехи модулей друг другу, тепловыделение и т.д.).
– сама “однотипность систем в группе” это тоже эмерджентное свойство, и оно влияет на окружение! Так, для однотипных модулей можно организовать оптовую закупку самих модулей, оптовую закупку обслуживания самих модулей, закупку этих модулей как “запчастей”, оптовое тестирование, а не обращаться к десяткам поставщиков. С учётом скидки на опт это может оказаться крайне важным. Рассуждения тут примерно такие же, как про парк и пул, только речь идёт о времени созданния и развития, а не эксплуатации. А во время эксплуатации/использования мы рассматриваем отдельные системы, они не видны как набор/пул. Скажем, вместо уникальных насосов для судна мы закупаем заведомо более дорогие и надёжные насосы, но оптом – и оказывается, что совокупная стоимость владения для такой группы насосов дешевле, чем если их не объединять в группу.
– “зоны покрытия” с какой-то плотностью тоже такой класс систем, где вроде бы отдельные системы группы не взаимодействуют, но вся группа может выделяться как система с дополнительными свойствами, но относимыми не просто к числу систем в группе, но к каким-то пространственным характеристикам. Скажем, вы делаете отдельные площадки для базовых станций сотовой связи. Но покупать у вас будут не отдельные площадки “в розницу”, а покупать будут площадки, размещённые на какой-то территории, причём с заданной плотностью, не ниже. Поэтому торгуете вы вроде “площадками”, но по факту – группами площадок, размещённых на какой-то территории. Вроде как и территории не ваши, а ваши только площадки. Но продавать будете группу площадок как “инфраструктура площадок в зоне покрытия группы базовых станций”. “Инфраструктуры” характеризуются как раз этим: повсеместностью чего-то одинакового, поэтому при обсуждении инфраструктур будут часто возникать такие “группы одинакового” с эмерджентными свойствами, привязанными и к числу входящих систем группы, и к размещению.
– клиентура (client base, clientele) тоже обладает характеристиками целого для тех, кто её “эксплуатирует”: там проявляются разные “тренды” на рост, уход к конкурентам, обновляемость состава и т.д. – с этими трендами работают маркетологи и менеджеры комьюнити, они характеризуются метриками по тем свойствам клиентуры как целого, которых нет у отдельных клиентов. То же самое с другими ролевыми группами, и даже необязательно “физическими лицами”, это могут быть и компании. Скажем, поставщики/контракторы/suppliers будут представлять собой один объект внимания (альфу) как совокупность (неважно, “юрлица” или “физлица”) – и дальше могут приниматься решения о минимизации или увеличении числа поставщиков, известные как инсорсинг и аутсорсинг. Для этого их надо обсуждать как один объект даже в ситуации, когда они вроде не взаимодействуют между собой. Но они взаимодействуют через изменение работы компании, они ведь входят как подсистемы в расширенное предприятие. Скажем, один из ключевых пунктов стратегии SpaceX – это для скорости согласований минимизировать число поставщиков (это было прямо противоположно государственным космическим программам, которые явно дробили заказы для “обеспечения конкуренции, облегчения распространения знаний”, и это оказалось очень дорого из-за изобилия ошибок конфигурации и вело к очень большим срокам разработки).
Сюда же можно было бы отнести “учебные потоки” из нескольких групп в университете и сами “учебные группы”, ибо по образовательной программе в деканате объектами управления идут эти самые “потоки” (группы, набранные в один год и идущие по типовому курсу этого года), а студенты в них отслеживаются на уровень ниже: важно знать число студентов на потоке, чтобы “управлять движением групп по курсам”. Но рассуждение тут пограничное между “не взаимодействующими системами в группе систем” и “взаимодействующими”, ибо эти “потоки” и “группы” всячески стремятся преобразовать в сообщества, где один из видов вовлечения, дающих чувство принадлежности к сообществу – это как раз общение в группе (даже если эта группа создана по совершенно формальным признакам. Вспомните, как учитель физкультуры делил учеников на команды по абсолютно произвольному признаку, скажем, “по росту на первый-второй рассчитайсь!”, и через пару минут члены команд дружили между собой и враждовали с пару минут назад образованной другой группой). То же с сотрудниками предприятий в целом и их подразделениями, они наполовину сообщества, наполовину “материал, из которого сделана компания, одинаковые для кадровой системы кадры”.
По этой же линии рассуждения про сообщества, в которых не предусмотрено общение между членами сообществ, но которые рассматриваются оргами и остальными людьми как принадлежащими к такому сообществу. Если вы любите рисовать, то маркетологи кружков и курсов рисования вас найдут – вы для них члены сообщества любителей рисования, их “целевая аудитория”. С вами будут не только работать “индивидуально”, но всячески прививать чувство принадлежности к сообществу (это взаимовыгодно: у вас будет чуть лучше с ощущением благополучия и смысла жизни, а орги сообщества получат лояльного клиента, которого можно “доить” долго, а не просто “разово использовать”). Часть проблем, связанных с рассмотрением сообществ как систем, поднята в “Системность и эмерджентность сообществ” (Системность и эмерджентность сообществ: ailev — LiveJournal).
Отдельно нужно упомянуть сети, но они не вызывают подобных вопросов: в сетях обычно “что-то течёт” и поэтому очевидно взаимодействие, так легко обнаружить эмерджентные свойства, например, “пропускная способность сети”, “полезность сети для клиентов” (это отсылка к закону Metcalf, Metcalfe's law - Wikipedia).
Мы по-прежнему отличаем синергию (резкий рост уже имеющегося свойства одной системы от взаимодействия между двумя системами) от эмерджентности (появление вообще нового свойства, которое раньше не рассматривалось). Скажем, партии, лоты имеют совокупную цену (покупки или продажи – это неважно). Это важное свойство, от него зависит принятие решения о производстве или покупке и это свойство зависит от количества объектов в партии или лоте. Оптовые цены, экономия на масштабе – все они связывают цену даже на одно изделие с размером партии. Но цена есть и у одного изделия, и у многих провзаимодействовавших – а нового свойства нет. Поэтому мы говорим о синергии как резком изменении свойства при попадании в какое-то подходящее окружение. Так что лучше всё-таки смотреть на окружение и задаваться вопросом: мы просто улучшаем какое-то свойство (берём 3кг кофе вместо 200г – это просто “много кофе”, вес больше), или кому-то что-то надо такое, что не получишь от отдельных входящих в группу продуктов/изделий/единиц? Для примера с кофе тут трудно что-то “придумать”, но наверняка встретится где-то проект, где “больше кофе” приведёт к каким-то проявляемым новым свойствам (не будем даже гадать, каким: тем и отличается системное мышление в плане своего применения, что требует конкретного проекта – где нельзя подкручивать ситуацию под предлагаемое решение, а надо подкручивать предлагаемое решение, чтобы оно помогло решить проблемы в конкретной ситуации).
Исследования понятия эмерджентности
Само понятие эмерджентности и исследования на эту тему приводились в разделе “Онтология и отношение композиции: системность” (Aisystant), а какие объекты не рекомендуется называть системами, обсуждается в “Не всё системы, что ими называют” (Aisystant), ещё много дополнений в “Эмерджентность и мета-системный переход” (Aisystant). Впрочем, это одно из центральных понятий в курсе “Системное мышление”. Ещё важно, что бытует два разных словарных значения слова: в понимании математиков (неожиданный скачок свойств в связи с ростом сложности системы – так, например, обсуждают эмерджентность в нейросетях как скачок на графике одной переменной “умения сети” по мере роста переменной “число нейронов в сети”) и в понимании физиков (появление вообще нового типа графиков). Это можно учитывать как противопоставление “одноуровневой” (матема и “многоуровневой” эмерджентности, подробней было в “Как думать об эмерджентности больших языковых моделей” (Как думать об эмерджентности больших языковых моделей: ailev — LiveJournal).
В системном мышлении исследование каких-то систем, составленных из вроде как не взаимодействующих непосредственно или минимально взаимодействующих (например, через окружающую среду, через какие-то причинные связи с задействованием конфаундеров – то есть “через мышление создателя”, моделирующего какой-то кусок реальности) довольно распространены. Так, это типовой предмет изучения в предметной области complex systems (Complex system - Wikipedia, изучает системы, где “всё от всего зависит”, в том числе и то, каким образом появляется поведение в системах из “одинаковых элементов”, которые вроде как работают независимо – но при этом получается внешний видимый макроэффет), а ещё network science (Network science - Wikipedia, тут ещё определяются с точным предметом, но сюда в том числе попадает изучение распределённых представлений – ибо сети как раз среда, где возможны такие представления). Там такие ключевые слова как sparse networks, epidemics, synchronization and oscillator networks – но чаще всего это относится к “математической” эмерджентности, одномерной: есть какое-то свойство, растёт сложность сети, и “вдруг” появляется explosive phenomena (скажем, возникает цепная ядерная реакция). То есть взаимодействия есть, они ограничены, но их хватает для того, чтобы резко выросла какая-то характеристика – обычно при росте сети или пороговом воздействии (скажем, пропускная способность транспортной сети от “никаких препятствий для потока” до “стоячая пробка” меняется при добавке буквально 5% единиц транспорта к какому-то предельному значению). Но всё-таки тут довольно легко разобраться с системой (например, мозгом) и подсистемами на несколько уровней (отделами мозга и так далее до отдельных нейронов).
Отдельно можно разбираться с квантовофизическими феноменами (квантовая статистика тут много чего может рассказать) и дальше с квантовоподобными/quantum-like моделями (их разрабатывают в лаборатории Андрея Хренникова), используя математический аппарат как для систем микромира, так и для систем макромира (подробней это рассказано в курсе “Интеллект-стек”). Математика квантовых полей помогает разобраться в том числе и с эмерджентными феноменами в системах с минимальными взаимодействиями или даже вовсе без взаимодействий. Вообще, квантовоподобные модели очень интересны, ибо они (через ренормализацию) позволяют исследовать системы с памятью (например, спиновые стёкла, нейронные вычислители). Такие системы проявляют эффекты макроповедения, получающиеся от микроповедения как поведения/взаимодействия индивидуальных систем. Скажем, квантоподобные модели могут показывать эффекты макроповедения сообществ на базе микроэффектов автономного индивидуального поведения агентов в этих сообществах. Этими агентами могут быть и люди (неэргодические системы!), а сообществами – сообщества людей (сообщества – тоже неэргодические системы!). На эту тему надо смотреть работы Андрея Хренникова и сотрудников его лаборатории. Ещё в физических неравновесных системах эмерджентные свойства могут появляться благодаря внешним ограничениям или воздействиям (скажем, частицы могут собираться в какие-то сгустки без прямого взаимодействия между собой).
Интересное направление – это минималистические рои роботов, которые демонстрируют сложное эмерджентное поведение, когда каждый робот следует простым правилам. Роботы формально не взаимодействуют при этом, но они могут ориентироваться по каким-то внешним сигналам, в том числе замерять положения относительно друг друга. Стая хищников на охоте как раз демонстрирует возможность поймать добычу, которая недоступна одиночным животным. По этой линии макро-микро исследуются самые разные коллективные феномены, например, как возникает коллективное внимание в социальных сетях (Accelerating dynamics of collective attention | Nature Communications, при этом предупреждается, что “коллективное внимание” определяется иным образом, чем внимание в когнитивной психологии).
Кто хочет копнуть ещё глубже – смотрите про эмерджентность в обзорах Emergent Properties (Stanford Encyclopedia of Philosophy) и Intertheory Relations in Physics (Stanford Encyclopedia of Philosophy).
В любом случае, смотрите на ситуацию своего проекта: что для одного проекта будет плохим выбором, для другого проекта может оказаться очень удачным ходом. Что для вашей роли в проекте хорошо, для другой роли будет плохо. Придётся думать, придётся договариваться. И прежде всего ищите взаимодействие: передачу сигналов через среду, совместное действие со средой. Если взаимодействие находится (возможно, не в момент использования, а в момент создания – скажем, для “партии товара”, особенно если там находится что-то общее, типа общей упаковки), то вероятность того, что вам удобно будет назвать набор однородных предметов системой резко вырастает. Если взаимодействия и макроэффектов совместного поведения на окружение нет – то, возможно, это “просто куча”, набор однородных систем.
На картинке то ли фрагмент какой-то системы, то ли просто много людей.
