Центр современных нлп технологий. Упреждающая обратная связь — назад в будущее Уравновешивающая упреждающая связь возникает

Понятие "связь" входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение целостности ее свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Однако довольно трудно дать определение этому почти очевидному понятию - существуют десятки определений. В одних случаях связь - это "процесс...", в других - "подсистема (элемент) ..." . Можно говорить, что "связь" - это отдельный элемент и в этом есть некоторый смысл, поскольку иногда канал связи имеет материальное воплощение со своими статическими и динамическими свойствами.

Самое простое определение звучит так:

связи - это то, что объединяет элементы в целое.

Рассмотрим более глубокое определение.

Отношение взаимной зависимости, обусловленности, общности между элементами системы, которое может быть механическим (обмен усилиями), трофическим (обмен энергией) и сигналами (обмен информацией), называется связью (взаимосвязью) элементов.

Предполагается, что связи существуют между всеми системными элементами, между системами и подсистемами. Если между элементами существует зависимость, то, следовательно, между ними имеется связь.

Связями первого порядка называются связи, функционально необходимые друг другу. Дополнительные связи называются связями второго порядка. Если они присутствуют, то в значительной степени улучшают действие системы (проявление эффекта синергии), но не являются функционально необходимыми. Излишние или противоречивые связи называются связями третьего порядка. Иногда связь определяют как ограничение свободы элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

Существуют несколько классификаций связей. Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (видом) По первому признаку связи делятся на направленные и ненаправленные. По второму - на сильные и слабые. По характеру (виду) различают связи подчинения, связи порождения (генетические), равноправные (безразличные), связи управления.

Для кибернетических моделей систем, в которых связи условно считаются однонаправленными, более адекватным является такое определение.

Связь - это способ взаимодействия входов и выходов элементов.

В свете такого определения связи делятся на прямые и обратные (рис. 7).

Прямой называется связь между выходом одного элемента и входом другого, обратной - связь между выходом и входом одного и того же объекта.

Причем обратная связь может быть осуществлена непосредственно (рис. 7,б) или при помощи других элементов системы (рис. 7, в)

Различают положительную (усиливающую) и отрицательную (уравновешивающую) обратные связи. Если ограничиться только внешними причинами изменения выхода, то можно остановиться на таких определениях.

Обратная связь, уменьшающая влияние входного воздействия на выходную величину, называется отрицательной, а увеличивающая это влияние - положительной.

В общем случае

положительная (усиливающая) обратная связь усиливает тенденцию изменения выхода системы, а отрицательная (уравновешивающая) - ее уменьшает.

Таким образом, отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, нарушенного внешним воздействием или некими внутренними причинами, а положительная - усиливает отклонение от равновесного состояния по сравнению с его величиной в системе без такой обратной связи.

Примеры. Положительная обратная связь. На входе - вклад в банке, на выходе-сумма денег на счету. Если положить в банк 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб., через 2 года - 1210 руб. и т. д. Если взять в кредит в банке 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб. долга, через 2 года - 1210 руб. и т. д.

Обратная связь является основой саморегуляции, развития системы, приспособления ее к меняющимся условиям существования. Весь наш жизненный опыт состоит из циклов обратной связи.

Примеры положительной обратной связи: раковое заболевание, рост живых клеток, накопление знаний, распространение слухов, уверенность в себе, эпидемия, ядерная реакция, паника, рост коралловых рифов.

Примеры отрицательной обратной связи: воздушный кондиционер, температура тела, процентное содержание сахара в крови, кровяное давление, выздоровление, езда на велосипеде, хищники и жертвы, спрос и предложение на рынке, регулирование ассортимента.

Имеется любопытная разновидность обратной связи - так называемая упреждающая связь (feedforward) . В этом случае будущее оказывает влияние на настоящее. Например, если вы ожидаете провал, то, скорее всего, его и получите. И наоборот, если вы настраиваетесь на успех, ваша энергия и оптимизм помогают вам и повышают ваши шансы.

Наши ожидания и тревоги, опасения и надежды способствуют формированию именно того будущего, которое мы себе представляем.

Упреждающая связь создает так называемые самоосуществляющиеся пророчества. Примером является ситуация с ожиданием дефицита. Люди верят в пророчества и поступают в соответствии с ними. Наше будущее строят наши убеждения.

Особенность упреждающей связи состоит в том, что усилия, которые направлены на то, чтобы избежать нежелательных событий, как раз к ним и приводят. В качестве примеров можно привести механизм бессонницы или парадокс-пожелание: "Будьте непринужденны!"

Усиливающая обратная связь возникает, когда первоначальное изменение усиливается последующими. Другими словами, "следствие" изменения усиливает его "причину", которая в свою очередь увеличивает изменение. В результате система начинает с нарастающей скоростью удаляться от первоначального состояния.

Это может привести к усиливающей упреждающей связи, которая возникает тогда, когда сам факт прогноза отталкивает систему от прогнозируемого состояния, и прогноз оказывается самоупраздняемым пророчеством.

Уравновешивающая обратная связь возникает, когда изменения в системе нейтрализуют первоначальное изменение и ослабляют его последствия Другими словами, "следствие" изменения противоположно его "причине". Система приходит к устойчивому состоянию - к достижению своей "цели".

Уравновешивающая упреждающая связь возникает, когда ожидание изменения подталкивает систему к прогнозируемому состоянию, и прогноз оказывается самоосуществляющимся пророчеством.

Классификация систем.

Проработать самостоятельно в .

1. В.Н. Волкова, А.А. Денисов. Основы теории систем и системного анализа: Учебник. Изд. 3-е переработанное и дополненное. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2007.-512 с. (Гриф Минобр).Литература

2. Мухин В.И., Малинин В.С. Исследование систем управления: Учебник для вузов.– М: Издательство «Экзамен», 2003. – 384 с.

Лекция 2

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В ИССЛЕДОВАНИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

План лекции:

1. Понятие и основные принципы системного подхода

2. Сущность системного подхода

Понятие обратной связи и цикла (петли) обратной связи. Их роль и функции в жизни систем управления.

Виды циклов обратной связи в системах управления и их использование для развития бизнеса (по-моему одно и то же)

В основе системного подхода лежит способ мыслить циклически, а не линейно. Все элементы системы непосредственно или опосредованно взаимосвязаны, поэтому изменение одного из элементов оказывает влияние на все остальные. Эти остальные элементы тоже изменятся, и эти изменения в свою очередь тоже вызовут изменения в первом элементе. Он начнет реагировать на эту волну обратного влияния. Следовательно, первоначальное воздействие возвращается к исходному элементу в уже измененном виде, замыкая цикл, а не распространяясь только в одном направлении. Этот цикл называется циклом обратной связи. Если два элемента связаны между собой, то воздействие может распространяться в обоих направлениях, как в линии телефонной связи: вы можете позвонить своему другу, то он точно так же может позвонить вам. Обратная связь - это выходной сигнал системы, поданный на ее вход, или же возвращение информации на следующем этапе ее передачи.

Под "обратной связью" часто понимают реакцию как таковую (то есть реакцию на что угодно), но существенный момент заключается в том, что в данном случае это та ответная реакция на воздействие, которая оказывает влияние на следующий шаг, а это уже не что иное, как двусторонняя связь. Обратная связь -- это именно цикл, так что и мышление в терминах обратной связи необходимо циклическое.

Обратная связь -- основа любой системы: нет обратной связи -- и нет системы.

Существуют два основных вида обратной связи:

1. Усиливающая обратная связь, -- когда изменения в системе в целом приводят к усилению первоначального изменения. Другими словами, изменение проходит через систему, производя еще большее изменение в том же самом направлении.

2. Уравновешивающая обратная связь, -- когда изменения в системе в целом приводят к ослаблению первоначального изменения.

Все системы, какими бы сложными они ни были, построены на замкнутых циклах обратной связи только этих двух видов.

Усиливающая

Рассмотрим сначала усиливающую обратную связь. Ее часто не совсем точно называют "положительной", но это название не соответствует сущности такого типа связи, потому что, во-первых, его можно спутать с чем-то вроде похвалы, а во-вторых, оно создает впечатление, что связь такого рода хороша сама по себе, тогда как в действительности она может быть в самом деле полезной, а может оказаться сущим злом, если благодаря ей вся система неизбежно выходит из-под контроля: все зависит от того, что именно усиливается. Поэтому, чтобы избежать путаницы, мы и будем называть связь такого рода "усиливающей".

Усиливающая обратная связь подталкивает систему в том самом направлении, в котором она уже движется. В зависимости от начальных условий она может привести как к росту активности системы, так и к ее падению. В данном случае частью цикла усиливающей обратной связи является то или иное "вознаграждение", если эффект направлен на усиление того же самого поведения. Вознаграждением могут служить продвижение по службе, материальная выгода, моральное поощрение, подчеркнутое внимание или просто улыбка. Ваши действия, полученное за них вознаграждение и возобновленные действия составляют замкнутый цикл усиливающей обратной связи. Само же по себе вознаграждение не является усиливающей обратной связью, если только оно не ведет к усилению того же самого первоначального поведения.

Представьте себе снежный ком, скатывающийся с горы. По пути он собирает прилипающий к нему снег, и чем больше он становится, тем больше снега к нему прилипает, пока это движение не превращается в снежную лавину.

Вам никогда не приходило в голову, что и ваш банковский счет -- не что иное, как система? В нем проявляется усиливающая обратная связь. Представьте себе, что у вас на счету хранится 1000 $ под 10% годовых. За первый год такой капитал даст 100 $ прибыли и в целом составит 1100 $. За второй год эта сумма принесет 10% -- 110$, -- которые в сумме с предыдущим капиталом составят уже 1210 $. В следующем году прибыль еще возрастет. И чем больше будет возрастать сумма, тем большую прибыль она будет приносить, сама в свою очередь становясь все больше. Продолжая такие расчеты, легко обнаружить, что уже через семь лет вы удвоите свои сбережения и на вашем счету будет лежать сумма в 2000 $. И каждые следующие семь лет она будет удваиваться. Капитал в 1000 $, положенный на ваш счет в момент вашего рождения, к тому времени, когда вам исполнится двадцать один год, будет равняться 8000 $. Предоставленная самой себе усиливающая обратная связь ведет к так называемому экспоненциальному росту, суть которого в том, что скорость роста пропорциональна уже полученной величине, а период удвоения остается величиной постоянной. Такой процесс может начинаться сколь угодно медленно и незаметно, но, предоставленный самому себе, он неуклонно становится все сильнее, и его эффективность движется к обретению разрушительной силы.

Чтобы продемонстрировать усиливающую обратную связь, для наглядности будем пользоваться образом снежного кома.

Теперь об отрицательных, или разрушительных циклах. Предположим, утомленный в результате перегрузки менеджер не может полностью сосредоточиться на проекте. Это приводит к возникновению таких проблем, когда работу необходимо переделывать заново, что, в свою очередь, увеличивает перегрузку...

Недостаток времени здесь выступает в качестве цикла усиливающей обратной связи.

Уравновешивающая обратная связь

Ничто не растет вечно. В конце концов приводится в действие механизм обратной связи второго типа, которым рост ограничивается. Этот механизм называется уравновешивающей обратной связью. Такая связь противостоит изменению. Она возникает там, где изменение в одной части системы вызывает изменения во всех остальных частях, которые в свою очередь сдерживают или ограничивают первоначальное изменение, противодействуя ему. Это такие механизмы. которые сопротивляются изменению и поддерживают систему в равновесии, в противном случае усиливающая обратная связь могла бы просто разрушить систему.

Уравновешивающую обратную связь иногда называют "отрицательной", но и в данном случае название не совсем точное. Во-первых, под "отрицательной обратной связью" часто понимают как попросту критику, а во-вторых, само слово "отрицательная" воспринимается как "плохая". Однако, опять-таки, сама по себе уравновешивающая обратная связь не является ни хорошей, ни плохой; констатация ее под этим наименованием просто означает, что система сопротивляется изменению. Она может как помогать, так и мешать нам -- все зависит от того, что мы хотим сделать. Когда вы хотите внести изменения в сложную систему, уравновешивающая обратная связь проявляется как "сопротивление". Если же вы намерены поддержать систему в зафиксированном состоянии, такая связь проявляется как устойчивость.

Уравновешивающая обратная связь направляет систему к цели, т.е. к такому состоянию, когда механизм уравновешивающей обратной связи выключается, а система оказывается сбалансиро-

ванной. Уравновешивающая обратная связь всегда направлена к уменьшению разницы между действительным и желаемым состояниями системы. Пока эта разница сохраняется, уравновешивающая обратная связь будет сдвигать систему в направлении желаемого состояния. Чем ближе к цели, тем меньше разница между этими состояниями и тем меньше изменяется система.

Механизм уравновешивающей обратной связи участвует в поддержании товарных запасов. На складе должен быть достаточный их резерв, чтобы клиентам не приходилось ждать, но запасы не должны быть чрезмерными, потому что за складское помещение приходится дорого платить. В экономике в целом спрос и предложение образуют базовый механизм уравновешивающей обратной связи. Когда спрос превышает предложение и товаров не хватает, механизм обратной связи двояким образом уменьшает спрос - за счет повышения цен и увеличения предложения товаров. Когда предложение превышает спрос, механизм обратной связи, чтобы стимулировать спрос, понижает цены, а возможно, уменьшает предложение, «придерживая» излишние запасы на складе или сокращая производство.

(для кругозора;-))

Упреждающая обратная связь

Чаще всего обратная связь дает цепочки причинно-следственных связей, в которых каждое очередное действие влияет на следующее. Например, чувство жажды заставляет нас пить, а попив, мы избавляемся от жажды. Причинно-следственные связи образуют замкнутый круг: то, что с одной

точки зрения было причиной, с другой становится следствием. Во времени причина всегда предшествует следствию.

Упреждение - это интересный и несколько иной вариант обратной связи. Здесь все дело в нашей способности предвосхищать будущее . Предвидение еще не произошедшего события становится причиной того, что в противном случае не произошло бы. Таким образом, будущее влияет на настоящее. Например, предвидя неизбежную неудачу, вы в большинстве случаев действительно терпите поражение. В конце концов, какой смысл выкладываться, если все заранее обречено на провал? С другой стороны, когда вы рассчитываете на успех, ваши энергия и оптимизм и делают его более вероятным. Ощущать себя успешным - лучший путь к успеху. (А пораженческие настроения ведут к поражению.) Наши успехи, страхи и представления о будущем помогают нам

создавать его таким, каким мы предвидим его. Так что лучший способ обеспечить себе утомительный и неудачный день - это заранее «знать», что он таким будет. Ждите худшего, думайте только о малоприятном и убеждайте себя, что будущее вам известно. А раз вам заранее известно, что день будет нудным, вы весь день будете чувствовать себя не в своей тарелке, браться за разные дела, стараясь побыстрее со всем разделаться и наконец оказаться дома. Если при этом вы еще будете время от времени вспоминать другие дни, когда все у вас ладилось и было хорошо, можете быть уверены, что день окажется именно таким, как вы и предвидели. А когда захотите, чтобы день получился хорошим, сделайте все наоборот: ждите его с нетерпением, думайте обо всем интересном, что он вам принесет, и пусть в вашем воображении он будет важным и ярким. Полностью отдавайтесь любому делу. Вы будете приятно удивлены (или разочарованы), но, как правило, мысли о предстоящем «двигают» события в ожидаемом направлении.

Упреждение создает самосбывающееся пророчество. На бирже эквивалентом правила ≪ощущать себя успешным -лучший путь к успеху служит выражение «деньги к деньгам».

Например, ходят слухи, что какие-то акции пойдут вверх. Вообще говоря, ничего не происходит, но слухи привлекают покупателей. Курс акций поднимается. Чем он выше, тем больше покупателей. Возникает петля усиливающей обратной связи. Наконец рыночные аналитики запускают уравновешивающую петлю: они объявляют, что курс завышен, -люди начинают продавать акции, и курс падает. Точно так же работают прогнозы грядущего дефицита. Что делают люди, когда узнают, что некий товар вскоре исчезнет из продажи? Они идут и покупают его ≪на всякий случай≫ больше,

Окружающий нас мир представляет собой чрезвычайно сложную систему. И чтобы понять его, необходима система не менее сложная.

Человеческий мозг - наиболее сложная из всех известных нам систем. При весе около 1,5 кг он содержит более 100 триллионов нервных клеток - нейронов; то есть примерно столько же, сколько звезд в Млечном Пути. Свыше 10 триллионов нейронов содержит одна лишь кора головного мозга - его внешняя оболочка. А согласно системному подходу, сами связи между нервными клетками имеют более важное значение, чем сами клетки. Отдельный нейрон может иметь до ста тысяч связей, и около тысячи из них задействованы постоянно. Мозг не похож на компьютер, но каждая отдельная нервная клетка работает подобно небольшому компьютеру. В коре головного мозга содержится более миллиона триллионов связей. Если бы начать пересчитывать их по одной в секунду, общий подсчет занял бы 32 миллиона лет.

Никакие два мозга не похожи друг на друга. Каждый человек рождается с полным набором необходимых ему нейронов, но до 70% этих нейронов отмирают в первый год жизни. Выжившие нейроны образуют еще более сложную сеть связей. По мере того как мы познаем окружающий нас мир, одни из этих связей становятся более прочными, а другие ослабевают. Мозг не может существовать независимо от мира, в котором он живет и который его формирует; внешняя система окружающего мира создает внутреннюю систему нашего мозга.

Задача мозга - находить закономерности и обнаруживать смысл в том потоке сенсорной информации, которую он получает извне. Сам акт восприятия тоже формирует смысл воспринимаемой информации, поэтому именно мозг создает мир в том виде, в котором он появляется перед нами. Интерпретация является составной частью восприятия.

Специалисты - нейрохирурги и нейрофизиологи - определяют мозг как интегрированную и децентрализованную сеть, в которой параллельно и одновременно взаимодействуют волны согласованных и дифференцированных резонансных структур. То есть, короче говоря, это система высочайшего уровня сложности.

Мозг как информационная структура в каждом своем бите настолько сложен, насколько это льстит нашему тщеславию и устрашает наш интеллект.

Простые и сложные системы

Система существует благодаря взаимодействию ее частей; при этом важен не столько размер или количество этих частей, сколько установившиеся между ними связи и влияние, которое они оказывают друг на друга. Эти взаимосвязи, а, следовательно, и сами системы, бывают простыми и сложными.

Есть два способа усложнить все что угодно. Когда мы думаем о чем-то сложном, мы часто его себе представляем состоящим из множества различных частей. Это сложность строения. Если вы посмотрите на мозаику-головоломку, состоящую из тысячи деталей, то увидите эту сложность строения. Часто можно найти способ упрощения, объединяя детали в группы и организуя их по-другому, ведь у каждой детали есть только одно место, в которое она может войти. С такого рода сложностью хорошо справляются компьютеры, в особенности, если процедуры работы с такими системами поддаются программированию.

Другой тип сложности - динамическая сложность.Онавозникает тогда, когда элементы системы могут быть связаны друг с другом различными способами, потому что каждая часть может находиться в различных возможных состояниях, и тогда даже небольшое количество элементов может объединяться огромным количеством способов. И не всегда оправдывается тот, казалось бы, неопровержимый закон, что чем меньше количество элементов, тем проще понять и управлять системой. Все зависит от степени динамической сложности.

Рассмотрим, к примеру, коллектив сотрудников фирмы. У каждого из них может время от времени попросту меняться настроение. Поэтому существует множество вариантов связей, которые могут устанавливаться между ними. Таким образом, система может содержать небольшое количество элементов, но обладать огромной динамической сложностью. И проблемы, кажущиеся на первый взгляд достаточно простыми, могут оказаться слишком сложными при ближайшем рассмотрении.

Появление новых связей между элементами усложняет систему, а добавление новых элементов может создать новые связи. Когда вы добавляете один новый элемент, количество возможных связей увеличивается не на единицу. Оно может расти экспоненциально; другими словами, с добавлением каждого следующего элемента прирост количества связей превышает соответствующий прирост, возникший при добавлении предыдущего. Предположим, например, что для начала имеются два элемента - А и В. Между ними могут Возникнуть две связи и два пути передачи воздействия: от А к В и от В к А. Теперь добавим еще один элемент - С. В системе появились три элемента: А, В и С. Количество возможных связей при этом увеличилось до 6 или до 12, если допустить, что два элемента могут образовать альянс и взаимодействовать с третьим (например, А с В взаимодействуют с С). Вы видите, что уже небольшое количество элементов может образовать динамически сложную систему, даже если эти элементы будут находиться только в одном состоянии, Мы знаем об этом по собственному опыту: двумя людьми управлять сложнее, чем одним, не вдвое, а более чем вдвое, потому что значительно возрастает вероятность ошибочного взаимопонимания; второй ребенок гораздо более чем вдвое увеличивает количество хлопот и прибавляет радости родителям.

Простейшие системы состоят из небольшого количества элементов, диапазон возможных состояний которых незначителен, и из малого набора простых связей, соединяющих эти элементы. Примерами таких систем могут служить терморегулятор и система водопровода. Обе эти системы не слишком сложны как по составу, так и в динамике.

Очень сложная система может содержать множество элементов и подсистем, каждая из которых может находиться в самых разных состояниях, которые в свою очередь могут изменяться под воздействием других элементов. Попытку дать исчерпывающее описание такого рода сложных систем можно сравнить с поиском выхода из лабиринта, который полностью изменяет свою конфигурацию, как только вы меняете направление движения. Любая стратегическая игра, подобная шахматам, обладает динамической сложностью, потому что всякий раз, когда вы делаете ход, вы полностью изменяете положение на доске, так как ваш ход изменяет само соотношение фигур. (Можно придумать еще более сложную динамическую игру в шахматы, в которой при каждом ходе фигура превращалась бы в новую фигуру.)

Первый урок системного подхода: выясните, с каким видом сложности вы столкнулись: со сложностью строения или с динамической сложностью - с мозаикой-головоломкой или с шахматами.

Взаимодействие между различными элементами системы определяет принципы ее работы, поэтому любой элемент, пусть наименьший и, казалось бы, простейший, может изменять поведение системы в целом. Например, гипоталамус, отдел головного мозга размером с горошину, регулирует температуру тела, частоту дыхания, водный баланс и кровяное давление. Аналогичным образом частота сердечных сокращений оказывает влияние на функции всего организма. Когда она повышается, вы можете почувствовать тревогу, возбуждение или радость. Когда она понижается, вы чувствуете себя более заторможенным.

Все элементы системы взаимодействуют и зависят друг от друга. Связи с другими элементами дают им силу влиять на всю систему в целом. Отсюда вытекает одно любопытное правило управления системами, в особенности группами людей: чем больше у вас связей, тем легче управлять. И действительно, исследования показывают, что успешные менеджеры уделяют в четыре раза больше времени построению сети связей, чем их менее успешные коллеги.

Различные элементы могут объединяться в группы, чтобы воздействовать на систему в целом. Группы объединяются в альянсы, которые могут совершенно изменить работу правительства, организации или коллектива.