Синергетика и развитие технологий АПК

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ НАУКИВ АПК

УДК 631.1

Синергетика и развитие технологий АПК

В. А. ПАНФИЛОВ, д-р техн. наук, академик РАН

Российский государственный аграрный университет — МСХА. имени К. А. Тимирязева

Шестой технологический уклад, ориентировочные сроки которого экономика развитых стран прогнозирует на 2025—2080 гг., потребует от ученых научных организаций и высших учебных заведений агропромышленного комплекса России новых методологических подходов к созданию сложных технологических систем для производства и переработки сельскохозяйственной продукции [1]. Одной из таких систем может стать технологический комплекс «Аграрно-пищевая технология» [2].

В современной науке проявляется интерес к процессам синтеза. Процесс дифференциации начинает уравновешиваться встречными тенденциями интеграции. Возникают и утверждаются такие синтезирующие науки как экология, информатика, синергетика. Неудержимый рост количества научных открытий и изобретений во многом является следствием интеграционных процессов в результате новых знаний на «стыках наук». Интеграция научных знаний имеет свою логику развития, объективная основа которой — единство материального мира, диалектическая связь явлений и процессов, происходящих в природе.

Цель статьи — рассмотреть сложную технологическую систему АПК на примере системного комплекса «Аграрно-пищевая технология» как объекта синергетики.

Системный технологический комплекс. Что отличает технологические комплексы от «больших» технологических систем? Прежде всего — характер внутренних связей, уровень взаимодействия, взаимовлияния элементов системы (технологических операций), их взаимосогласованность и взаимообусловленность, конечная цель. В технологических комплексах АПК эти свойства приобретают решающее значение. Новой ступенью в развитии систем процессов становятся именно комплексы. Технологический системный комплекс объединяет в единое целое большое число раз-

X

<

£ о

Системный комплекс «Аграрно-пищевая технология»

нородных систем — автономных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. Такие комплексы обладают совершенно новыми свойствами, не характерными ни для технологий производства растительной и животноводческой продукции, ни для многочисленных технологий ее переработки.

Системный агрокомплекс создается для получения существенного прироста эффективности в производстве продуктов питания. Но не всякий холдинг, соединяющий сельскохозяйственную технологию (например, производство пшеницы) и перерабатывающие технологии (например, производство муки, хлеба и макаронных изделий), может составить системный технологический комплекс. Лишь совокупность тех технологий, которые сами состоят из большого числа разнородных и сложных частей — подсистем, тесно связанных между собой, которые насыщены машинами, аппаратами, биореакторами, автоматикой, информационно-вычислительными системами, хорошо управляемы, обладают свойствами системных агро-комплексов. Эти агрокомплексы представляют собой закономерный, но качественно новый этап развития технологических систем, этап непосредственно связанный с инновационной революцией в АПК. В таком сложном, ответственном деле, как создание комплексов «Аграрно-пищевая технология», нужна строгая инженерная база, надежный научный фундамент [3].

Сложные технологические системы представляют собой новый, более высокий уровень развития производительных сил, по сравнению с прежними «большими» технологическими системами в растениеводстве и животноводстве, а также классическими поточными линиями для производства муки, крупы, хлеба, молочных и мясных продуктов, консервов и т. д. Обобщенный облик системного комплекса, отражающий важнейшие особенности сложной структуры, может быть представлен в виде блочной схемы, представленной на рисунке:

• технологическая система (Т. С.) сборки (синтеза) сельскохозяйственной продукции;

• технологическая система (Т. С.) разборки (анализа) сельскохозяйственной продукции на анатомические части;

• технологическая система (Т. С.) сборки (синтеза) из этих частей продуктов питания.

Эти три типа «больших» технологических систем перемежаются технологическими системами хране-

ния. Такая сложная технологическая система (системный комплекс) — результат сближения, соединения, сжатия аграрных, перерабатывающих и пищевых технологий во времени и в пространстве. При этом разнообразные биологические, биохимические, химические, физико-химические и физические процессы, ранее столь удаленные друг от друга во времени и в пространстве, и, поэтому слабо взаимодействующие между собой, порой вовсе не зависевшие друг от друга, теперь сближаются, «спрессовываются» достаточно узкими допусками на величины параметров входа и выхода всех ведущих процессов настолько близко, что начинают непосредственно влиять друг на друга.

Из рисунка следует и понятие «фильтра» системного комплекса в целом, а также каждой отдельной технологической системы, под которым понимается контроль и ограничение колебаний параметров входов ведущих процессов по значениям качества и количества. И процесс эффективного функционирования сложной технологической системы определяется возможностями этого фильтра, в том числе защиты системы и составляющих ее процессов от возмущающих воздействий внешней среды.

Создание системного комплекса «Аграрно-пищевая технология» позволит разрешить полностью или частично основное техническое противоречие любого технологического потока: «производительность — качество». Условием организации такого комплекса является создание крупных индустриальных агропромышленных предприятий на новой технологической и технической базе, эффект функционирования которых может быть представлен в виде:

♦ повышения производительности труда;

♦ расширения адресности производства сельскохозяйственной продукции;

♦ усиления технологичности свойств сельскохозяйственного сырья;

♦ обеспечения прижизненного формирования качества продуктов питания;

♦ реализации прослеживаемости безопасности потребления продуктов питания;

♦ приближения перерабатывающих и пищевых предприятий к местам производства сельхозсырья;

♦ развития кооперативных форм организации труда;

♦ повышения технологической дисциплины в сельскохозяйственном производстве, перерабатывающей и пищевой промышленности;

♦ создания на перерабатывающих и пищевых предприятиях высокоавтоматизированных и роботизированных производств продуктов питания;

♦ развития ресурсосбережения и экологичности процессов по всей технологической цепочке. Создание системных технологических комплексов — дело, конечно, будущего, но не такого далекого, как это может показаться. Уже через 50 лет будет трудно найти рабочих, производящих продукцию сельского хозяйства по технологиям начала XXI в., и рабочих перерабатывающих и пищевых предприятий, занятых в цехах современного нам вида. Сегодня же необходи-

мо уяснить механизм возникновения из «больших» технологических систем очень сложных целостных образований (технологических комплексов), которые обладают незнакомыми нам свойствами, особенностями и закономерностями, с чем придется столкнуться при их организации, функционировании и развитии. И к этому надо готовиться уже сейчас. Дело в том, что диалектика дальнейшего развития антропогенных целостных систем ведет к их усложнению, но упрощает процессы функционирования и повышает эффективность таких систем [4].

Роль высокоорганизованных сложных систем в экономике страны несомненно будет возрастать, а их число множиться. Появятся новые промышленные, транспортные, горнодобывающие, металлургические и продовольственные комплексы. При создании комплекса «Аграрно-пищевая технология» особое внимание должно быть обращено на возможности, условия и перспективу дальнейшего развития такой сложной технологической системы, поскольку на горизонте уже просматриваются черты седьмого технологического уклада, корни которого в шестом технологическом укладе.

Синергетика — «катализатор» развития знаний о сложных технологических системах. Подход к созданию исключительно сложных систем начинает формировать стратегию переднего края науки. Это относительно новое научное направление получило название «Синергетика» [5, 6, 7]. Нет сомнений в том, что синергетика позволит по-новому взглянуть на современные технологии АПК и ускорить их качественное преобразование.

Истоки синергетики можно увидеть в основных представлениях кибернетики, освоение которой в Советском Союзе относится к 50—60-м гг. XX в. [8, 9, 10]. В развитие отдельных положений кибернетики в 70-х г. была разработана общая теория систем [11, 12, 13]. А в 80-90-х гг. на основе синтеза кибернетики и теории систем возникает перспективное поле научных исследований — теория самоорганизации очень сложных систем — синергетика [14, 15, 16].

Принципы обратной связи кибернетики работают на создание процессов технологий различных производств и автоматизированных систем управления объектами. Синергетика же выявляет механизмы развития и самоорганизации сложных систем вообще. И это чрезвычайно актуально в период ускоренного развития материально-технической составляющей цивилизации, в том числе и объектов АПК России.

Анализируя этапы и направления исторического развития кибернетики, общей теории систем и синергетики, можно сделать заключение, что во второй половине XX в. формируется новый, ранее неизвестный подход научных изысканий, обусловленный возрастающей сложностью антропогенных систем процессов. Этот подход проявляется в виде некоего «фермента» или «катализатора», который не заменяет базовые научные и инженерные дисциплины, но стимулирует развитие знаний в их рамках [17].

Синергетика развивает некоторые представления и понятия, которые были введены кибернетикой и общей теорией систем. Прежде всего, речь идет о понятии обратной связи, причем не только отрицательной обратной связи, ответственной за процесс поддержания функции объекта, его гомеостазис, но и положительной обратной связи, ответственной за процесс форсированного развития объекта. Поэтому синергетика может рассматриваться как инструмент нашего проникновения в будущее технологий АПК.

Синергетика рассматривает закономерности систем, состоящих из очень большого числа частей, т. е. элементов и подсистем, сложным образом взаимодействующих между собой. Термин «синергетика» означает совместное действие, подчеркивая согласованность связей частей, отражающуюся в функционировании системы процессов как единого целого. Например, системный комплекс «Аграрно-пищевая технология» состоит из 5—6 «больших» систем (технологий) и представляет собой совокупность из 20—30 и более подсистем. Комплекс содержит от 75 до 100 и более элементов — ведущих технологических операций в машинах, аппаратах, биореакторах и устройствах, соединенных сотнями связей (материальными, энергетическими и информационными) с определенными допусками, регламентированными технологическими инструкциями.

Элементы такой сложной системы обладают некоторой самостоятельностью поведения. Малый уровень самостоятельности поведения отдельных элементов позволяет говорить о существовании в системе механизма взаимодействия этих элементов, т. е. обратных связей между ними. Когда взаимодействие элементов приводит к тому, что те или иные негативные проявления некоторых элементов подавляются, то такие связи являются обратно — отрицательными. Именно эти связи создают системы как устойчиво функционирующие, т. е. стабильные объединения элементов в подсистемах. Но при определенных внешних условиях характер взаимодействия элементов меняется радикально. Доминирующую роль начинают играть положительные обратные связи, которые не подавляют, а усиливают возмущение элементов. И это может способствовать новым решениям технологических задач в исходной сложной системе процессов.

Таким образом, синергетику можно представить как науку о самоорганизации сложных систем. В нашем случае это сложные технологические системы (индустриальные агропромышленные комплексы), которые функционируют с участием человека. Чтобы быть объектом синергетики, такой комплекс должен обладать характеристиками самоорганизующейся системы: открытостью, нелинейностью и нестабильностью.

Открытость технологической системы. Открытость — это способность системы постоянно обмениваться веществом, энергией и информацией с окружающей средой и обладать как источниками сырьевых и энер-

гетических ресурсов, а также информацией извне, так и стоками в виде продукции, материальных отходов, рассеяния энергии и информации. Открытость — необходимое условие существования относительно стабильных по ведущим параметрам технологических процессов. Она выступает в противоположность закрытой системе, которая неизбежно стремится, в соответствии со вторым законом термодинамики, к однородному состоянию с максимальной энтропией, в том числе информационной.

В открытых технологических системах важнейшую роль играют случайные факторы, флуктуационные процессы. Это касается не только сельскохозяйственной части системного технологического комплекса ввиду природных и климатических особенностей, но и его перерабатывающей части. Речь идет о сбоях, относительно требований инструкций, в качестве и количестве подаваемых материальных ресурсов на всех этапах технологического потока, в энергоснабжении, в управлении. Флуктуация может быть настолько сильной, что, пробежав волной по элементам и связям системы, приводит к выходу дефектной продукции. Но, с другой стороны, флуктуационные процессы необходимы, так как они стимулируют процессы развития. Более того, в условиях, далеких от состояний процессов с максимальной информационной энтропией, слабые флуктуации могут оказать сильное воздействие на технологическую систему, разрушая сложившуюся структуру и способствуя ее радикальному качественному изменению. В частности, это касается точности работы дозаторов в сторону ее понижения, поскольку за этим обязательно следуют значительные (в зависимости от рецептуры) изменения физико-механических свойств обрабатываемых сред, и, как следствие, отказы ведущих процессов, что требует пересмотра (развития) технического обеспечения технологии.

Вообще, флуктуации процессов — это изменения состояния элементов системы. Обычно их оценивают как случайные воздействия на элемент, что не представляет интереса для исследователя, изучающего достаточно детерминированный объект. Флуктуации бывают внутрисистемные и внесистемные, и в зависимости от своей силы воздействия на технологическую систему имеют совершенно разные для нее последствия. Эти последствия могут быть трех видов: при недостаточно сильных флуктуациях система ответит на них возникновением тенденций возврата к прежнему состоянию; при очень сильных флукту-ациях система может разрушиться; при совпадении характера флуктуаций с тенденцией развития системы она может качественно измениться, т. е. повысить эффективность всех технологических процессов ее составляющих.

В [18] показано, что при необходимости повысить эффективность стабильно функционирующей технологической системы, т. е. выявить пути ее дальнейшего развития, целесообразно перевести систему в режим экспериментального нестабильного функционирова-

ния, при котором стабильность каждой подсистемы составит в среднем п = 0,618, т. е. соотношение вероятностей выхода годной и дефектной продукции при информационной энтропии Н = 0,382, бит станет соответственно Р = 92,5% и (1 — Р) = 7,5%. Достичь этого можно, например, сужением полей допусков на выходы подсистем. Это позволяет выделить и в дальнейшем устранить наиболее важные технические противоречия в функционировании системы, что, собственно, и составляет процесс ее развития.

Флуктуации обычно подавляются во всех стабильных и адаптивных системах за счет отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкое к устойчивому состояние системы. Вместе с этим для устойчивого существования антропогенных сложных систем необходима постоянная изменчивость и вариативность значений основных параметров ведущих процессов, их разнообразие, что предохраняет системы от крупных флуктуаций, способных разрушить системную организацию технологии. Система должна постоянно флуктуировать, чтобы одна из ее флуктуаций однажды не стала для нее катастрофической. Отметим, что все реальные системы являются открытыми и подвержены возмущениям.

Нелинейность технологической системы. Нелинейность — концептуальная основа синергетики. Всякий раз, когда поведение сложного объекта удается описать системой уравнений, эти уравнения оказываются нелинейными. Нелинейные уравнения могут иметь несколько качественно различных решений. Отсюда вытекает физический смысл нелинейности: множеству решений нелинейного уравнения соответствует множество направлений развития системы, описываемой этой нелинейной моделью. В отличие от линейных систем, подсистемы которых слабо взаимодействуют между собой и практически автономно входят в систему, поведение каждой подсистемы в нелинейной модели определяется в зависимости от ее координации с другими подсистемами [15]. Совокупность процессов системного комплекса «Аграрно-пищевая технология» нелинейна, так как в разное время при разных внешних воздействиях его поведение определяется различными закономерностями. Это выражается, в частности, в разнообразных технических решениях конкретной технологической задачи.

Нелинейность технологической системы означает и возможность неожиданных (эмерджентных) изменений закономерностей процессов в технологическом потоке, так как их развитие совершается через случайность выбора пути в момент так называемой бифуркации (полифуркации), т. е. ветвления.

Из этой поведенческой особенности нелинейных систем АПК следует важнейший вывод по вопросу организации их научно-технического прогнозирования и управления ими.

Нестабильность технологической системы. Нестабильность — это состояние развивающейся системы.

При устойчивом состоянии сложная система с изменением ведущих параметров технологических процессов, возникающих под влиянием флуктуаций, возвращается в прежнее состояние. В неустойчивом состоянии сложная система испытывает дальнейшие изменения в том же направлении, которые усиливаются с течением времени. Следует подчеркнуть, что стабильные (устойчивые) системные комплексы, прекрасно функционирующие, неспособны к развитию и самоорганизации, поскольку подавляют отклонение от своего устойчивого состояния, тогда как развитие и самоорганизация предполагают их качественные изменения.

Таким образом, нестабильность можно определить как состояние открытой системы, при котором происходит изменение макроскопических параметров ее элементов (технологических операций), связей, условий функционирования. Необходимо отметить, что системный комплекс, находящийся в нестабильном состоянии, чувствителен к внешним воздействиям, согласованным с его собственными свойствами. Поэтому такие флуктуации во внешней среде оказываются не «шумом», а движущим фактором развития его элементов, связей и структуры. В этом случае малые, но согласованные с внутренним состоянием комплекса внешние воздействия могут оказаться более эффективными, чем большие. В этом как бы проявляется механизм резонансного возбуждения, что приводит к возникновению точек «выбора» дальнейшего пути развития комплекса. Эти точки бифуркации или полифуркации могут вывести систему как в устойчивое (что представляет интерес для дальнейшего функционирования системы в том же качестве), так и в неустойчивое положение (что представляет интерес с точки зрения перехода ее в новое качественное состояние).

Первоначально динамику процесса эволюции сложной технологической системы, например, для повышения производительности, определяют незначительные количественные изменения в режимах работы сельскохозяйственной техники, а также машин, аппаратов и биореакторов пищевых и перерабатывающих производств. Но это возможно лишь до состояния неустойчивости. Дело в том, что в системе постепенно возрастает информационная энтропия, поскольку падает способность системы к адаптации, что и ведет к нарастанию неустойчивости системы в целом. В этом состоянии происходит переход количественных изменений в качественные, который частично или полностью и разрешает то или иное техническое противоречие. Момент перехода определяется свойствами системы и уровнем флук-туаций в ней. Причем такие процессы могут иметь место только в очень сложных системах, т. е. с большим количеством разнородных элементов, подсистем, связи между которыми имеют не жесткий, а вероятностный характер. Именно такой сложной системой является системный комплекс «Аграрно-пищевая технология».

Поэтому синергетика побуждает нас осознать концепцию развития очень сложных технологических объектов в АПК как открытых нелинейных систем, которые в нестабильном состоянии являются носителями многообразных форм их будущей организации [17].

Самоорганизация системного технологического комплекса. Нелинейные системы, являясь нестабильными и открытыми, сами создают и поддерживают флуктуации в окружающей среде. В таких условиях между системой и средой могут создаваться отношения обратной положительной связи, т. е. система влияет на среду таким образом, что в среде вырабатываются некоторые условия, которые вызывают изменения в самой этой среде. Последствия такого взаимодействия открытой системы и ее среды могут быть самыми неожиданными. И мы эти явления наблюдаем в технологиях АПК.

Самоорганизация технологического комплекса наступает только в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями. И синергетика ориентирует исследователя на раскрытие механизмов самоорганизации таких исключительно сложных систем, созданных человеком и функционирующих при его участии.

Итак, при исследовании «больших» технологических систем они рассматриваются как совокупность достаточно автономных подсистем, в которых происходит преимущественно детерминированное взаимодействие элементов. Целостность системы предполагает наличие в ней блока управления в виде обратных связей между ним и подсистемами. Примерами могут служить поточные производящие технологии сельского хозяйства и поточные линии в перерабатывающих и пищевых отраслях.

Сложные же технологические системы обретают новые характеристики. Целое уже не исчерпывается свойствами частей, возникает новое, системное качество целого. Часть внутри целого и вне его обладает разными свойствами. В этих системах представления об их целостности соединяются с представлениями о вероятностных связях и случайных процессах. Пример: системный комплекс «Аграрно-пищевая технология» как сложная система, состоящая из нескольких «больших» технологических систем разнородных по структурам, ведущим процессам, уровням стохастич-ности связей и системообразующим факторам.

Десятки и сотни элементов системного комплекса, т. е. технологических процессов в оборудовании наделены такими свойствами, как устойчивость и изменчивость, технологическая надежность и ненадежность, линейность и нелинейность, управляемость и неуправляемость, чувствительность и нечувствительность к внесистемному и внутрисистемному воздействию и т. д. Весь этот набор свойств элементов приводит при определенных условиях к полной непредсказуемости в поведении сложной системы как единого целого. И эта же система при изменении

внешних условий может вести себя совершенно предсказуемо и закономерно.

Вообще под самоорганизацией понимается переход (с участием человека) открытой нестабильной нелинейной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам ее организации. При этом развитие таких систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности при одновременном упрощении процесса функционирования. Одним из направлений развития сложных систем является создание низкочувствительных процессов в технологическом потоке [18]. Говоря о самоорганизации системы, следует иметь в виду, что изменение ее технических или технологических параметров — это всегда работа конкретных людей: инженеров-конструкторов, инженеров-технологов, инженеров по автоматизации производственных процессов, администраторов и т. д.

В настоящее время в науке и инженерии возникает качественно новый вид деятельности, обусловленный системным проектированием объектов, которое направленно на создание сложных целостных систем, отличающихся большим количеством компонентов и связей, их иерархической организованностью, динамичностью. При этом окружающая среда рассматривается как особая составляющая проектируемой системы и становится также объектом проектирования. В аграрно-промышленных комплексах происходит связывание в единое целое отдельных технологических систем производства, хранения и переработки продукции растениеводства, животноводства, птицеводства, а также рыбоводства, т. е. создаются сквозные технологии производства продовольствия.

Таким образом, если методы кибернетики ученые и инженеры АПК применяют для поддержания устойчивости технологических систем путем использования отрицательной обратной связи, а методы теории систем — для установления закономерностей их организации, строения, функционирования и развития, то методы синергетики вскрывают множественные пути эволюции открытых нелинейных систем в условиях их нестабильности. При этом синергетика исследует поведение очень сложных технологических систем под действием внешних или внутренних флуктуаций, что имеет место во всех реальных производственных процессах АПК.

Необходимо отметить, что синергетика освобождает понятие нестабильности (или неустойчивости) от негативного оттенка [19]. Неустойчивость выступает условием стабильного и динамичного развития систем различной природы, в том числе и антропогенных систем, к числу которых относятся и системные технологические комплексы АПК. Следовательно, методологический подход к созданию сложных технологических комплексов для шестого технологического уклада АПК России может базироваться на синергетике, проявляющей неразрывную связь с диалектикой в решении научных задач инновационного развития технологий производства продовольствия.

Литература

1. Абдеев, Р. Ф. Философия информационной цивилизации / Р. Ф. Абдеев. — М.: ВЛАДОС, 1994. — 336 с.

2. Баранцев, Р. Г. Синергетика в современном естествознании / Р. Г. Баранцев. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. — 160 с.

3. Бреховский, С. М. Основы функциональной системологии материальных объектов / С. М. Бреховский. — М.: Наука. — 1986. — 192 с.

4. Буданов, В. Г. О методологии синергетики / В. Г. Буданов // Вопросы философии. — 2006. — № 5. — С. 79-94.

5. Винер, Н. Кибернетика или Управление и связь в животном и машине / Н. Винер // Пер. с англ., Изд. 2-е. — М.: Наука, 1983. — 344 с.

6. Вунш, Г. Теория систем / Г. Вунш // Пер. с нем. — М.: Советское радио, 1978. — 288 с.

7. Кафаров, В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В. В. Кафаров. — М.: Химия, 1968. — 380 с.

8. Князева, Е. Н. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Пригожиным / Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов // Вопросы философии, 1992. — № 12. — С. 3-20.

9. Князева, Е. Н. Синергетика: нелинейность времени и ландшафты коэволюции / Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов. — М.: КомКнига, 2014. — 272 с.

10. Крайзмер, Л. П. Кибернетика / Л. П. Крайзмер. — М.: Экономика, 1977. — 279 с.

11. Курдюмов, С. П. Синергетика — новые направления / С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий, А. Б. Потапов. — М.: Знание, 1989. — 48 с.

12. Панфилов, В. А. Диалектика пищевых технологий / В. А. Панфилов // Хранение и переработка сельхозсы-рья. — 2004. — № 6. — С. 5-9.

13. Панфилов, В. А. Продовольственная безопасность России и шестой технологический уклад в АПК / В. А. Панфилов / Вестник Российской сельскохозяйственной науки. — 2016. — № 1. — С. 10-12.

14. Панфилов, В. А. Системный комплекс «Аграрно-пищевая технология» / В. А. Панфилов // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. — 2015. — № 4. — С. 6-9.

15. Панфилов, В. А. Теория технологического потока / В. А. Панфилов // 2-е изд., исправл. и доп. — М.: КолосС, 2007. — 319 с.

16. Пригожин, И. Философия нестабильности / И. Пригожин // Вопросы философии. — 1991. — № 6. — С. 46-57.

17. Садовский, В. Н. Основания общей теории систем / В. Н. Садовский. — М.: Наука, 1974. — 280 с.

18. Синергетика: Будущее мира и России / Под ред. Г. Г. Малинецкого. — М.: Изд-во «ЛКИ», 2016. — 384 с.

19. Хакен, Г. Синергетика: принципы и основы. Перспективы и приложения / Г. Хакен // Пер. с англ. Изд. 2-е доп. — М.: УРСС: ЛЕНАНД, 2015. — 448 с.

References

1. Abdeev R. F. Filosofiya informatsionnoi tsivilizatsii [Philosophy of Information Civilization]. Moscow, VLADOS Publ., 1994. 336 p.

2. Barantsev R. G. Sinergetika v sovremennom estestvoznanii [Synergetics in modern natural science]. Moscow, Knizhnyi dom «LIBROKOM» Publ., 2009. 160 p.

3. Brekhovskii S. M. Osnovy funktsional'noi sistemologii material'nykh ob 'ektov [Fundamentals of functional systemol-ogy of material objects]. Moscow, Nauka Publ., 1986. 192 p.

4. Budanov V. G. [On the methodology of synergetics]. Voprosy filosofii, 2006, no. 5, pp. 79-94.

5. Viner N. Kibernetika ili Upravlenie isvyaz,'vzhivotnom imash-ine [Cybernetics or Control and Communication in Animal and Machine]. Transl. from Engl. 2nd Ed. Moscow, Nauka Publ., 1983. 344 p.

6. Wunsch G. Teoriya sistem [Theory of systems]. Transl. from German. Moscow, Sovetskoe radio Publ., 1978. 288 p.

7. Kafarov V. V. Metody kibernetiki v khimii i khimicheskoi tekh-nologii [Methods of Cybernetics in Chemistry and Chemical Technology]. Moscow, Khimiya Publ., 1968. 380 p.

8. Knyazeva E. N., Kurdyumov S. P. [Synergetics as a New Worldview: Dialogue with I. Prigozhin]. Voprosy filosofii, 1992, no. 12, pp. 3-20.

9. Knyazeva E. N., Kurdyumov S. P. Sinergetika: nelineinost' vre-meni i landshafty koevolyutsii [Synergetics: nonlinearity of time and landscapes of coevolution]. Moscow, KomKniga Publ., 2014. 272 p.

10. Kraizmer L. P. Kibernetika [Cybernetics]. Moscow, Ekono-mika Publ., 1977. 279 p.

11. Kurdyumov S. P., Malinetskii G. G., Potapov A. B. Sinergeti-ka — novyenapravleniya [Synergetics — new directions]. Moscow, Znanie Publ., 1989. 48 p.

12. Panfilov V.A. [Dialectics of food technologies]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya, 2004, no. 6, pp. 5-9.

13. Panfilov V. A. [Russia's food security and the sixth technological order in the agro-industrial complex]. Vestnik Rossiiskoi sel'skokhozyaistvennoi nauki, 2016, no. 1, pp. 10-12.

14. Panfilov V. A. [System complex «Agrarian-food technology»]. Vestnik Rossiiskoi sel'skokhozyaistvennoi nauki, 2015, no. 4, pp. 6-9.

15. Panfilov V. A. Teoriya tekhnologicheskogo potoka [The theory of the process stream]. 2nd Ed. Moscow, KolosS Publ., 2007. 319 p.

16. Prigozhin I. [Philosophy of instability]. Voprosy filosofii, 1991, no. 6, pp. 46-57.

17. Sadovskii V. N. Osnovaniya obshchei teorii sistem [Foundations of the general theory of systems]. Moscow, Nauka Publ., 1974. 280 p.

18. Malinetskii G. G., ed. Sinergetika: Budushchee mira i Rossii [Synergetics: The Future of Peace and Russia]. Moscow, «LKI» Publ., 2016. 384 p.

19. Khaken G. Sinergetika: printsipy i osnovy. Perspektivy i prilo-zheniya [Synergetics: principles and fundamentals. Perspectives and applications]. Transl. from Engl. 2nd Ed. Moscow, URSS: LENAND Publ., 2015. 448 p.

Синергетика и развитие технологий АПК Ключевые слова

нелинейность и нестабильность сложных технологических систем; открытость; самоорганизация системных комплексов; синергетика как «катализатор» развития знаний о сложных технологических системах; системный технологический комплекс.

Реферат

Статья посвящена некоторым аспектам синергетики как инструменту создания и развития очень сложных технологических систем в АПК. Дан обобщенный облик системного агропромышленного комплекса, отражающий важнейшие особенности его сложной структуры. Условием организации такого комплекса является создание крупных индустриальных агропромышленных предприятий на новой технологической и технической базе. В агропромышленных комплексах происходит связывание в единое целое отдельных технологических систем производства, хранения и переработки продукции растениеводства, животноводства, птицеводства, а также рыбоводства. Создаются сквозные технологии производства продовольствия. Подход к созданию таких комплексов начинает формировать стратегию переднего края сельскохозяйственной науки, которая при возрастающей сложности антропогенных систем процессов может базироваться на синергетике. В центре внимания находятся характеристики объекта, которые позволяют отнести его к объектам синергетики. Синергетика развивает представления и понятия, которые введены кибернетикой и общей теорией систем. Прежде всего, речь идет о понятии обратной связи, причем не только отрицательной, ответственной за поддержание функции объекта, но и положительной, ответственной за форсированное развитие объекта. Круг обсуждаемых вопросов включает открытость, нелинейность и нестабильность сложных технологических систем. Особое внимание обращено на флуктуации процессов технологических систем под воздействием внешних и внутренних возмущений. Эти флуктуации рассматриваются как необходимое условие развития сложных систем — технологических комплексов АПК. Обобщены сведения об условиях самоорганизации системных технологических комплексов под действием флуктуаций, что имеет место во всех реальных производственных процессах АПК. Подчеркивается неразрывная связь синергетики с диалектикой.

Автор

Панфилов Виктор Александрович, д-р техн. наук, академик РАН

Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К. А. Тимирязева,

127550, Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, vap@rgau-msha.ru

Synergetics and Development of Agro-industrial Complex Technologies

Key words

nonlinearity and instability of complex technological systems; openness; self-organization of system complexes; synergetics as a «catalyst» for the development of knowledge about complex technological systems; system technological complex.

Abstract

The article is devoted to some aspects of synergetics as a tool for creating and developing very complex technological systems in the agroindustrial complex. The generalized appearance of the system agro-industrial complex is reflected, which reflects the most important features of its complex structure. The condition for the organization of such a complex is the creation of large industrial agro-industrial enterprises on a new technological and technical basis. In agro-industrial complexes, individual technological systems of production, storage and processing of crop production, livestock, poultry, and fish farming are linked together, that is, end-to-end technologies for food production are created. The approach to the creation of such complexes begins to form a strategy for the forefront of agricultural science, which, with the increasing complexity of anthropogenic systems of processes, can be based on synergetics. The focus is on the characteristics of the object, which allow it to be attributed to objects of synergetics. Synergetics develops concepts and concepts that are introduced by cybernetics and the general theory of systems. First of all, we are talking about the concept of feedback, and not only negative feedback, responsible for maintaining the function of the object, but also positive feedback, responsible for the accelerated development of the object. The range of issues discussed includes openness, nonlinearity and instability of complex technological systems. Particular attention is paid to fluctuations in the processes of technological systems under the influence of external and internal disturbances. These fluctuations are considered as a necessary condition for the development of complex systems — technological complexes of the agro industrial complex. Generalized information about the conditions for self-organization of system technological complexes under the influence of fluctuations, which occurs in all real industrial processes of the agroindustrial complex. The inextricable link between synergetics and dialectics is emphasized.

Author

Panfilov Victor Aleksandrovich,

Doctor of Technical Sciences, Academician of RAS

Russian State Agrarian University —

MAAA named after K. A. Timiryazev

49 Timiryazevskaya st., Moscow, 127550, Russia,

vap@rgay-msha.ru