WPROWADZENIE DO SYSTEMÓW DZIAŁANIA

Wstęp

W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci powstała sytuacja, która spowodowała po­trzebę nowego podejścia do otaczającej nas rzeczywistości. Na świecie wystąpiły procesy i zjawiska różnego rodzaju, o niespotykanej złożoności zarówno w skali globalnej, regio­nalnej jak i lokalnej. Ta złożoność, której poprzednio w tej formie. i tych rozmiarach nie było, ma wyrażną tendencję do wzrostu wzajemnych współzależności. Stworzyła ona no­wą sytuację w podejmowaniu decyzji - poczynając od ich przygotowania, a nawet rozu­mienia pewnych zjawisk i procesów, aż po starowanie realizacją. A ponieważ i dynamika wielu procesów i zjawisk również nie ma odpowiednika w przeszłości, więc te nieuniknio­ne zależności i szybkie zmiany działają także i niekorzystnie, będąc jedną z przyczyn trud­ności w planowaniu i realizowaniu dalszego rozwoju. Można to zauważyć w takich dzie­dzinach m. m.in. jak: technika, organizacja i zarządzanie oraz działalność instytucji.

W dziedzinie techniki społeczne potrzeby i konieczność postępu wymagają po­dejmowania problemów coraz bardziej złożonych Tradycyjne, specjalistyczne dyscypliny nauki niejednokrotnie nie są w stanie udzielić pomocy przy ich rozwiązywaniu, gdyż roz­wój urządzeń technicznych i technologii opiera się w dużym stopniu na wiedzy, doświad­czeniu i intuicji twórców. Wykorzystanie wyników badań jest ograniczone i często frag­mentaryczne na skutek uproszczeń i deformacji, jakie charakteryzują modele stosowane w specjalistycznych dyscyplinach nauki.

Projektowanie, wytwarzanie i eksploatowanie coraz bardziej skomplikowanych maszyn i urządzeń, przeznaczonych do realizacji złożonych zadań, jest również coraz bardziej kosztowne. Obniżanie kosztów można uzyskać jedynie przez stosowanie takich metod (naukowych), które pozwalają wyeliminować długotrwałe poszukiwania prawidłowych rozwiązań metodą "prób i błędów”.

Zapoczątkowane w drugiej połowie XX w. przyspieszenie rozwoju cywilizacyjnego przyniosło przejście do nowych materialno-technicznych i organizacyjnych form produkcji, a także jakościową zmianę roli człowieka w procesach wytwarzania. Analiza tren­dów rozwojowych procesów wytwarzania wskazuje, że prowadzą one do szerokiego sto­sowania automatyzacji, integracji komputerowej (zońentowanej na wykorzystanie zaso­bów intelektualnych) i optymalnego zarządzania zakładami produkcyjnymi. Zmiany najwyraźniej dostrzega się w technice i technologii. )jednak procesy technologiczne, produk­cyjne i gospodarcze są nie tylko bardziej złożone i często bardziej kosztowne, ale także co­raz trudniej sterowalne. Dlatego na przykład technologie, mimo że istnieje ich wiele, nie mogą być zmieniane z dnia na dzień.

W dziedzinie organizacji i zarządzania zmiany-w porównaniu z dynamiką zmian w technice i technologii - są na ogół zbyt wolne, aby możliwości techniczne mogły zostać w pełni wykorzystane, W afekcie występuje duża różnorodność dróg rozwojowych, a po­szczególne rozwiązania są mniej lub bardziej kosztowne, tak w sensie ekonomicznym jak i społecznym. Dlatego jednym z warunków dalszego postępu staje się doskonalenie organi­zacji i systemów zarządzania, zmierzające do likwidacji dysproporcji powstałych w rezul­tacie różnic dynamiki procesów zarządzania i roboczych - wytwarzania dóbr i usług.

W działalności instytucji wzrost różnorodnych potrzeb społecznych powoduje, iż wzrasta również złożoność instytucji i organizacji realizujących określone zadania tech­niczne, ekonomiczne, gospodarcze, kultowe, polityczne itp. Aby osiągnąć zamierzone cele doskonalone są struktury organizacyjne i narzędzia pracy. Dąży się do usprawnienia procesów koordynujących podstawowe czynniki produkcyjne i integrujących - często roz­bieżne - indywidualne interesy ludzi z interesem instytucji oraz jej interesów z interesem ogólnym. Procesy te wymagała aktualnych, Pełnych i niezawodnych informacji, które ­poza doświadczeniem i wiedzą sprawujących władzę organizacyjną - stanowią podstawę do podejmowania decyzji. Sprzyja to automatyzacji, która dzięki technice komputerowej obejmuje swym zasięgiem nie tylko procesy materialne, lecz także informacyjno-decyzyj­ne.

Złożone wpływy tych różnorodnych czynników i ich wzajemne powiązania spowodowały, iż pojawiły się również nowe wymagania dotyczące cech strukturalnych i funkcjonalnych instytucji i organizacji oraz efektywnego zarządzania - perspektywicznego, skutecznego i ekonomicznego. Wymagania te powodują konieczność zmiany dotychczasowej postawy wobec otaczającej rzeczywistości materialnej i społecznej. Zmiana ta pole­ga na przejściu od wąskiego, krótkookresowego i oddzielnego postrzegania zjawisk ku po­stawie otwartej, zakładającej ich całościową i dynamiczną obserwację. Postawę taką okre­śla się mianem postawy systemowej lub postawy z podejściem systemowym.

Potrzebę podejścia systemowego widzą szczególnie środowiska twórców i użytkowników obiektów technicznych Wynika ona z przekonania o prawdziwości myśli prze­wodniej postawy systemowej, która brzmi: "całość to więcej niż suma części". Słuszność tego stwierdzenia jest efektem istotnego znaczenia relacji (więzi, związków, zależności, sprzężeń) istniejących wewnątrz obiektów i między nimi. Różnorodność obiektów tech­nicznych, będących obecnie w otoczeniu człowieka, spowodowała powstanie wielorakich relacji - dotychczas na ogół nie znanych Relacje te w poważnym stopniu komplikują wiele rodzajów działań, w tym także powodują nieefektywne wykorzystanie lub niepełną przydatność obiektów do wykonywania zadań, do których zostały stworzone.

Ogólna teoria systemów - badania części muszą być uzupełnione przez badania całości oraz, że istnieje na­uka o całości z własnymi prawami, metodami, Logiką i matematyką. Obecnie badania sys­temowe trzeba traktować jako rozległą dziedzinę działalności poznawczej i działalności praktycznej, w której podstawową stosowaną metodą jest metoda systemowa. System - według ogólnej teorii systemów - można uważać każdy złożony obiekt, wyróżniony w badanej rzeczywi­stości, stanowiący całość tworzoną przez zbiór elementów i relacji między nimi .

Celem ogólnej teorii systemów jest uzyskanie bardziej wspólnych (niż dotychczas) opisów rzeczywistości i ułatwienie w ten sposób specjalistom z różnych dziedzin rozumienie się. Ogólna teoria systemów dotyczy zatem ogólnych pojęć, zasad, narzędzi, problemów, me­tod i technik związanych z systemami. Stanowi ona przykład istotnych powiązań, zacho­dzących między różnymi dziedzinami wiedzy (matematyką, cybernetyką, ekonomią, bada­niami operacyjnymi, teoria podejmowania decyzji, logika, prakseologia teorią organizacji

i zarządzania, informatyką, naukami technicmytni, teorią eksploatacji, biologią itd.

Charakterystyczną cechą podejścia i działania systemowego, jaką jest jego skuteczność praktyczna. Skuteczność ta wynika ze skłonności do uwzględniania jednocze­śnie maksymalnej liczby czynników mających wpływ na analizowany obiekt oraz ze skłonności do wieloaspektowej analizy tegoż obiektu.

Postawa sys­temowa jest szczególnie przydatna przy rozwiązywaniu bardzo złożonych problemów mających na celu m.in.. określenie całego zbioru istniejących możliwości (przyczyn, celów, skutków, cech, relacji itp.), ponieważ daje gwarancję określenia całkowitego zbioru i niepominiecia żadnej z istniejących możliwości.

Podejście systemowe znajduje zastosowanie poprzez inżynierię(technikę) systemów i analizę systemową.

Inżyniera systemów jest jednym z szybko rozwijających się nowych kierunków współczesnej nauki i techniki, o coraz więk­szym znaczeniu teoretycznym i praktyczym Jej zadaniem jest efektywne tworzenie no­wych, złożonych, ale realnych systemów. Procesy opracowywania, konstruowania. i re­alizacji niektórych systemów wymagają często wielu lat pracy i udziału dużych zespołów ludzi reprezentujących różne dziedziny techniki. inżynieria systemów powstała w wyniku konieczności, gdyż w miarę rozwoju nowoczesnej cywilizacji tworzone przez człowieka niektóre systemy zaczęły stawać się tak wielkie, tak złożone i tak kosztowne, że ryzyko fi­nansowe (i nie tylko) związane z ich realizacją - w przypadku stosowania konwencjo­nalnych metod planowania - zaczęło przekraczać możliwość największych organizacji przemysłowycb, a nieraz i państw .Zmniejszenie ryzyka wymaga możliwie precyzyjnego rozważenia wszystkich wariantów projektu, a także przeprowadzenia analizy wzajemnych oddziaływań między elementami systemu za pomocą metody obiektywnej, pozwalającej na wyciąganie wniosków ilościowych .Ogrom zadań wyklucza po prostu ogarnięcie całego systemu przez jednego projektanta Dziś bez pomocy stosowanych przez inżynierię syste­mów metod rozwiązywania złożonych problemów wręcz niemożliwy byłby potęp w me-~ których dziedzinach techniki (energetyka jądrowa, badania kosmosu itd.).

Analiza systemowa koncentruje się przede wszystkim na problemach dotyczących systemów już istniejących. Jest ona zbiorem metod i technik ana­litycmych, cenowych i decyzyjnych; służących racjonalnemu rozwiązywaniu systemo­wych sytuacji decyzyjnych. Jej celem jest zaspokojenie zidentyfikowanych wcześniej po­trzeb, rozwiązanie szczególnych sytuacji problemowych i rekomendacja określonych spo­sobów działania-jak robić dobrze i tanio.

Inżyniera i analiza systemowa - ściśle się uzupełniające - stanowią, podobnie jak cybernetyka, logistyka, teoria sterowania czy teoria organizacji, wspólne interdyscyplinar­ne narzędzia działania człowieka.

Badania systemowe nie stawiają sobie za cel podpowiadania tylko optymalnych rozwiązań równie ważne jest, aby chroniły od złych decyzji i rozwiązań.

Istota podejścia systemowego

Koncepcja teorii systemów oparta jest na idei dotyczącej znaczenia pojęcia całości.

Całość - kategoria filozoficzna stanowiąca przeciwieństwo pojęcia części, zwykle prze­ciwstawiana bywa samie albo aglomeratowi części. Oznacza ona obiekt, którego poszczególne części odznaczają się istotnymi właściwościami określonymi przez cechy całe­go obiektu. Podlega on prawidłowościom, jakie nie dają się wywnioskować ze znajomości tych prawidłowości, którym podlega z osobna każdy składnik obiektu. W całości jest coś czego nie można znaleźć w jej składnikach Składniki (elementy) mogą mieć właściwości utajone, które ujawniają się dopiero wówczas, kiedy nastąpi ich synteza w system (np. wy­dział produkcyjny jest czymś więcej niż suma jego składników: ludzi, maszyn, przestrzeni w hali, magazynów, infrastruktury itd.)

na wykorzysty­waniu rozmaitych obiektów. W teorii systemów przedmiotem badań jest obiekt jako część świata rzeczywistego, a pojęcie system rozumiane jest (w sensie ogólnym) jako zespól pewnych ściśle określonych właściwości obiektu. Te ściśle określone właściwości naleć znaleźć i wyselekcjonować spośród ogółu właściwości, jakie łącznie charakteryzują obiekt z różnych punktów widzenia.

Selekcji dokonuje się po: ustaleniu celu badań, sformułowa­niu kryterium analizy i określeniu merytorycznego zakresu badań.

W świecie realnym systemy jako takie (w postaci gotowej, "czystej”praktycznie nie występują)

Dlatego wyróżnia się przede wszystkim dwa znaczenia pojęcia systemu:

-jako dotyczącego obiektu rzeczywistego (istnieje niezależnie od człowieka), - jako tworu zastępczego, wzoru lub modelu (systemy pojęciowe).

Systemy rzeczywiste (realne), to nieprzypadkowe nagromadzenie energii i materii na pewnym obszarze czasoprzestrzeni fizycznej, połączonej w określony sposób we współdziałające, wzajemnie powiązane (czasowo, przestrzennie, czasowo-prze­strzennie i przyczynowo) podsystemy lub elementy.

Systemy pojęciowe są tworzone przez człowieka (obserwatora), który wybiera z nieskończonej liczby elementów i związków określony ich zbiór - wg punktu widzenia ob­serwatora, jego poglądów i zainteresowań - do swych własnych celów. Wszystkie elementy tego zbioru stają się wówczas zmiennymi systemu pojęciowego obserwatora. Elementami systemu pojęciowego mogą być słowa, liczby lub inne symbole. Związki w tych systemach są wyrażane za pomocą słów oraz symboli logicznych lub matematycznych (ze stosowanymi w programach komputerowych włącznie). Systemy pojęciowe nie mają samodzielnego bytu, lecz egzystują jedynie w umysłach ludzi lub w książkach dyskiet­kach, dokumentacji,

Podejście systemowe wymaga skupienia uwagi na tych składnikach fragment rzeczywistości (obiektu), które mogą być istotne z punktu widzenia rozwiązania postawione­go problemu. Dlatego powinny one zostać wyodrębnione i włączone do systemu, gdyż wpływ ich na zachowanie się systemu jest większy od pozostałych Zredukowanie dużej liczby różnorodnych czynników do najistotniejszych (z przyjętego punktu widzenia) jest najważniejszym efektem metodycznego podejścia systemowego:

System - odpowiedni dla rozpatrywanego obiektu - trzeba umieć znaleźć, wyod­rębnić i nałożyć na obiekt . Praktycznie na początku najczęściej nie bardzo wia­domo jak wielki system należy nałożyć na dany obiekt (często stosuje się metodę prób i błędów zgodnie z .,wyczuciem systemowym”. W trakcie identyfikowania systemów występuje bowiem problem wyznaczenia części i całości danego systemu, gdyż dla wyznaczenia całości systemu trzeba znać jego części, aby zaś określić części systemu należałoby mać całość systemu.

Obiektami, jako przedmiotami badań, mogą być m.in.:

- ludzie i zespoły ludzkie, - urządzenia techniczne,

- organizacje i instytucje gospodarcze, finansowe, techniczne itp., -procesy (również i technologiczne),

-informacje, - zwierzęta i rośliny, -energia,

- materiały oraz

- różne kombinacje powyższych obiektów.

To czego się nie bada, traktuje się jako otoczenie obiektu. Otoczenie należy uwzględniać zawsze, gdy wywiera ono wpływ na działanie systemu lub samo temu wpływowi podlega. Wówczas otoczenie rozumiane jest jako zbiór wszystkich obiektów nie należących do systemu, których właściwości oddziałują na system i zarazem ulegają zmianie pod wpływem działania tegoż systemu. Całość wyodręb­niona z otoczenia, sprzężona z nim tylko za pośrednictwem umownie dobranych wielkości wejściowych i wielkości wyjściowych, traktowana jest jako system względnie wyodręb­niony-o częściowej tylko autonomii.

Charakterystyczne związki między obiektem a otocz.:

a) brak jakichkolwiek oddziaływań między otoczeniem a systemem (jest to przypa­dek praktycznie nierealny);

b) zorganizowana współpraca między systemem a otoczeniem (udział systemu w realizacji celów otoczenia lub udział otoczenia w realizacji celów danego systemu);

c) występowanie oddziaływań mających charakter losowy (zależnie od ich wypadkowej otoczenie może mieć wpływ obojętny, sprzyjający lub niesprzyjający realizacji ce­lów danego systemu); e

d) zorganizowana walka między systemem a otoczeniem ~

Sposób trak­towania obiektu jako systemu wynika z ogólnych zasad metodyki badań systemowych:

1. Badana jest pewna zorganizowana całość - określana jako system - względnie wyodrębniona z otoczenia przez ścisłe określenie granic i wnętrza systemu oraz wielkości wejściowych i wielkości wyjściowych Nie ma stałego i niezależnego od celu badań (i kry­terium analizy prób(emu) podziału na system i otoczenie.

2. W trakcie badań systemu należy zachować niezmienność dokonanego rozróżnienia między systemem, a jego otoczeniem (nie oznacza to niezmienności systemu).

3. System może być podzielony na podsystemy (lub elementy) i ich relacje według różnych kryteriów (nie ma podziału uniwersalnego), ale podział systemu na podsystemy musi być zupełny i zapewniać rozłączność rozpatrywanego systemu i jego podsystemów.

4. Każdy podział systemu na podsystemy (lub elementy) daje pewien jego obraz. Podział zależy więc od celu badań (które cechy systemu lub jego elementów chcemy ba­dać, np. podział systemu na podsystemy ze względu na rodzaj spełnianych przez nie funk­cji w systemie - w całości).

5. Właściwości elementów systemu nie mogą być badane niezależnie od systemu w którym występują, gdyż nie ma właściwości niezależnych od otoczenia

Aby zbudować i przedstawić system należy:

-zdefiniować obiekty badań , zbadać zachowanie się lub działanie obiektu;

- wyznaczyć zbiór celów, które rozważany obiekt ma realizować;

-sfomułować cel systemu w oparciu o cel badań obiektu oraz sprawdzić prawi­dłowość jego sformułowania; .

-wybrać elementy systemu;. . - wybrać elementy otoczenia systemu;

- wybrać istotne sprzężenia między elementami systemu; - wybrać istotne sprzężenia systemu z jego otoczeniem;

-wybrać sposób przedstawienia systemu. (forma graficzna, macierzowa, model matematyczny .°

System określa się przez wyszczególnienie zmiennych, podanie zbiorów ich do­puszczalnych wartości i pewnych własności abstrakcyjnych, które określają relacje między danymi zmiennymi - specyficzne dla danej dyscypliny. Gdy system jest określony, to mo­że stać się on przedmiotem badań

Podejście systemowe należy traktować jako taki sposób ujęcia (formułowania) i rozwiązywania problemu, w którym zjawiska są traktowane kompleksowo w swoich zależnościach wewnętrznych i zewnętrznych. Podejście systemowe nie zakłada istnienia apa­ratu formalnego i środków technicznych do pracy z systemami; nie ma swojego własnego przedmiotu badań, bada przedmioty tych dyscyplin naukowych, technicznych i społecz­nych, w ramach których zostało zastosowane- Podejście systemowe nie ma również wła­snych metod, korzysta z odpowiednio łączonych metod różnych dyscyplin naukowych ­charakteryzuje się kompleksowym spojrzeniem na obiekty biologiczne, społeczne i techniczne także na zjawiska zachodzące wewnątrz tych obiektów

Ujęcie systemowe problemu pozwala rozpatrzyć w systemie jako całości : -wielorodzajowość (elementów i relacji);

-wielokierunkowość (funkcjonalność, efektywność, niezawodność, naprawialność, ).

- wielowymiarowej przestrzeni parametrów cech elementów);

-wielopoziomowość, wynikającą ze stopnia szczegółowości rozpatrywania wielo­celowości itd.

Istotne cechy metody systemowej można wyraźniej przedstawić przez ich konfron­tację z cechami tradycyjnej metody analitycznej. Metoda analityczna wyodrębnia (koncen­truje się na elementach), natomiast metoda systemowa łączy (koncentruje się na oddziały­waniach między elementami). Pierwsza bada charakter oddziaływań, opiera się na analizie szczegółów, modyfikuje pojedyncze zmienne, a sprawdzanie faktów dokonuje się przez próby eksperymentalne w ramach danej teorii. Druga bada efekty oddziaływań, opiera się na percepcji ogólnej, modyfikuje równocześnie grupy zmiennych, a sprawdzanie faktów dokonuje się przez porównanie funkcjonowania modelu z rzeczywistością. W ujęciu. analitycczym stosuje się modele precyzyjne i szczegółowe, ale trudne do stosowania w działa­niu w praktyce. W metodzie systemowej natomiast używa się modeli nie tak dokładnych, aby mogły służyć za podstawę wiedzy szczegółowej, ale dających się wykorzystać przy podejmowaniu decyzji i projektowaniu systemów wielkich. Metoda analityczna jest nie­wątpliwie skuteczna w przypadku oddziaływań słabych, liniowych i deteministycznych. Wykorzystuje raczej znajomość szczegółów, przy słabo sprecyzowanych relacjach między szczegółami.

Określenie systemu opisowe

Ogólnie używa się słowo system do oznaczenie pojęć nawiązujących do zagadnień ujmowanych kompleksowo. Dla potrzeb badań systemowych można wstępnie zdefiniowań system (w pewnym uproszczeniu), jako określoną kombinację składników (elementów) współzależnych i współpracujących dla osiągnięcia wspólnego celu. Każdy ze składników może być traktowany jako samodzielny system. Powiązania systemu z otoczeniem mogą być dowolnie rozszerzone.

Dwie rzeczy są organicznie związane z pojęciem i zachowaniem się systemów: struktura i otoczenie (środowisko zewnętrzne). Każdy system wyróżnia się specyficznym charakterem współdziałania z otoczeniem. Środowisko zewnętrze ma wielkie znaczenie dla funkcjonowania i rozwoju systemu jednolitego. Z drugiej strony nie ma materii bez struktury. Struktura integruje części, wiąże je niekiedy z różnymi sprzecznymi tenden­cjami, nadaje im pewną ogólność - systemowość - co powoduje powstanie nowych jako­ści systemowych Szczególnie wielkie znaczenie dla zachowania się i funkcjonowania systemu ma trwałość struktury (względna niezależność struktury).

Brak precyzji w określaniu pojęcia systemu wynika z braku dobrych kryteriów, które pozwalałyby jednocześrue wydzielać:

- system z otoczenia w sensie granic, -powiązania systemu z otoczeniem,

-składniki systemu w sensie niepodzielnych elementów,

-płaszczyznę ujmowania zjawisk .

SYSTEM

1). wszelki skoordynowany wewnętrznie i wykazujący określoną strukturę (budo­wę) układ elementów; układ taki rozpatrywany od zewnątrz jest całością, a rozpatrywany ­od wewnątrz jest zbiorem. Przynależność do tego zbioru warunkuje związki (wzajemnej zależności) między wszystkimi jego elementami; ogół elementów nazywa się jego skła­dem, a zespół relacji (związków) między elementami, uwarunkowanych przez ich przy­należność do systemu -jego strukturą (są to czynniki kreatywne - systemotwórcze);

2). zespół sposobów (metod) działania do wykonywania złożonych czynności (np. system komputerowego wspomagania projektowania, system pomiarowy, system zarzą­dzania produkcją).

3). całokształt zasad organizacyjnych, ogól norm i reguł obowiązujących (stosowa­nych) w danej dziedzinie (np. system technicznego przygotowania produkcji, system ubezpieczeń społecznych, system kontroli jakości),

4), całościowy i uporządkowany zespól zdań związanych ze sobą określonymi sto­sunkami logicznymi; systemem w tym znaczeniu można nazwać każdą teorię, metodolo­gicznie poprawną i dotyczącą dużego fragmentu rzeczywistości (np.. system planetarny).

Rozróżnianie pojęć system i układ, traktowanych często jako synonimy.

Układ należy rozumieć wszystkie sto­sunki uporządkowania elementów w pewnej całości, bez konieczności istnienia związków zależności wzajemnej (np. periodyczny układ pierwiastków chemicznych Mendelejewa).

System należy rozumieć uporządkowany ogół elementów, między którymi występują różnego rodzaju związki wzajemnej zależności (relacje).

Klasyfikacja systemów (kryteria) :

a) sprzężenie z otoczeniem (otwarta, zamknięte, względnie wyodrębnione), b) stosunek do rzeczywistości (realne i pojęciowe),

c) pochodzenie (naturalne i sztuczne),

d) tworzywo (materialne i niematerialne, informacyjne itd.),

e) zachowanie w czasie (statyczne i dynamiczne),

f) sposób zachowania się:

- systemy z zachowaniem się celowym i systemy bez zachowania celowego,

- systemy adaptacyjne i nieadaptacyjne,

- systemy deterministyczne i stochastyczne (probabilistyczne).

Rzeczywistość (w ujęciu systemowym) to zhierarchizowany zespół systemów lub jeden system z hierarchicznie uszeregowanymi podsystemami. Systemów na świecie i w naszym bezpośrednim otoczeniu mamy bardzo dużo.

Określenie systemu formalne

System jest parą uporządkowaną (E',R ), składającą się ze zbioru E i ciągu R, określonego ~jako relacja między elementami w zbiorze E={e;}, gdzie i=1, ~ ..., n (zbiór skończony). E nazywa się zbiorem elementów, a R strukturą systemu".

Zespól obiektów E może wejść w skład systemu, jeżeli stanie się zbiorem elementów Ę czyli gdy każdemu obiektowi zostanie przypisana pewna cecha mająca charakter syste­motwórczy (chodzi tutaj o zbiór w sensie teorii mnogości). Aby zbiór E stał się systemem, musi być w nim określona relacja porządkująca R, wyrażająca te związki między

elementami, które wybrano jako istotne z punktu widzenia celu badania systemu. Czyli zgodnie z definicją system stanowi parę uporządkowaną (E,R ), a nie zbiór {E,R } . Relacja R( strukturą systemu) nie jest zbiorem relacji RN} między elementami, lecz ciągiem relacji .W najprostszym przypadku, gdy relacja jest binarna (dwuczłonowa, dwuargumentowa), to wówczas z definicji wynika R < ExE i mówimy, że relacja binarna R określona w zbiorze Ejest zbiorem par uporządkowanych, złożonych z elementów zbioru E. Relacja binarna jest podzbiorem iloczynu kartezjańskie­go elementów E x E, więc system jest rozumiany jako :zbiór wszystkich możliwych kom­binacji jego elementów!

Iloczynem kartezjańskim A xB dwóch zbiorów A i B nazywa się zbiór C wszyst­kich możliwych uporządkowanych par (a,, b;), gdzie a-A oraz B-b.

Relacje mogą być różne -o d jedno- do wieloczłonowych i zapisuje się je jako pod­zbiory iloczynu kartezjańskiego:

Ex ex ..... xE=Ej, j=1, 2, ..., :I (2.1) Gdy j=1 to relacja jest jednoczłonowa, wyrażająca właściwości poszczególnych elementów, czyli relacja ta utożsamia cechę, której posiadanie przez element powoduje za­liczenie go do zbioru elementów systemu (relacją systemotwórczą). Należy ją tak sformułować, aby umożliwić:

-dokonanie wyboru z fragmentu rzeczywistości (ze zbioru elementów obiektu ba­dań) tylko tych elementów, które mają wspólną cechę (opisaną relacją systemotwórczą);

• utworzenie z wybranych elementów podzbioru elementów budowanego systemu.

Dla j=2 mówimy o relacjach dwuczłonowych (binamych), wyrażających wszelkie zależności (stosunki, więzy), wstępujące między dwoma elementami (zmiennymi) systemu. Relacje te zapisuje się następująco:

Rz=ExE

Opisana struktura systemu obejmuje ogół relacji określonych na zbiorze elementów systemu, od jedno- do j-członowych dla j=1, 2, ..., N. Struktura ta obejmuje każdą z moż­liwych relacji, jaka w trakcie badań może okazać się interesująca (z przyjętego punktu wi­dzenia) i dlatego nazywa się ona strukturą ogólna.

Struktura systemu określona na zbiorze elememów systemu, wyznaczona relacjami zachodzącymi między tymi elementami, nadaje systemowi charakter całości.

Istotnym problemem w przypadku systemów, w których występuje również czło­wiek (np. systemy wytwarzania), jest kwestia: jak uwzględnić jego umiejętności (wiedzę, doświadczenie, zdolności itp.). Bowiem umiejętności człowieka (jako operatora) mają zwykle decydujący wpływ na afekty działania systemu.

Stosując najprostszy schemat prakse­ologiczny typu podmiot- narzędzie - przedmiot, to np. proces wytwarzania na stanowisku roboczym można scharakteryzować ogólnym schematem:

- podmiot to np. operator obrabiarki (może też być np. brygada montażowa);

- narzędzie to np. obrabiarka (lub inne urządzenie technologiczne) z niezbędnym do jej pracy wejściem (materiały, energia, informacje) i wyjściem (wyroby, odpady itd.);

- przedmiot to np. część obrabiana, będąca składnikiem produkowanego wyrobu. Związek tych trzech podsystemów jest wielopłaszczyznowy (informacyjny, wykonawczy, sterujący, zasilający itd.).

Budując system należy wyodrębnić zbiory elementów Z, relacji R i umiejętności W Zbiór W poszerza zakres właściwości o sfer ę myślenia, rozumienia i pojmowania, które to są elementarni systemotwórczymi, wywołując współdziałanie elementów systemu. Przy tworzeniu zbiorów Z i R występuje problem co do nich zaliczyć. Problem ten jeszcze wyraźniej występuje w trakcie budowy zbioru W, gdyż na zbiory Z i R oddziałuje zbiór W ba­danego systemu i nadsystemów. System wytwarzania jest systemem dynamicznym o dzia­łaniu celowym Może on być sterowany wewnętrznie, zewnętrznie lub jednocześnie ze­wnętrznie i wewnętrznie. Tę funkcję spełniają obiekt, operator i otoczenie.

Z dotychczasowych rozważań wynika, że systemy są tworami abstrakcyjnymi

W przypadkach syntezy i projektowania systemów, gdy niezbędna jest budowa ich modeli (w tym także matematycznych), można przyjąć następującą definicję

System- zbiór elementów E, powiązanych relacjami w strukturę o wielkościach f, należącą do klasy K, działających w ograniczeniach prze­strzennych (geometrycznych, wymiarowych) P (x,Y, z) <_Po(xo,Yo, zo), ciężarowych oraz czasowo-funkcjonalnych .

Naturalnym sposobem przedstawienia relacji binarnej na zbiorze X jest graf skie­rowany .Wzajemne powiązania podstawowych elementów struktury przedstawia się za pomocą grafu, którego zbiór wierzchołków jest izomorficzny ze zbiorem elementów, a zbiór krawędzi jest uporządkowaniem tych elementów wg określonej relacji.

W sterowaniu systemu należy wyróżniać (podczas dekompozycji) dwa rejony:

- sterowanie wewnątrz systemu, zmierza ono do optymalnego wykorzystania środ­ków, jakimi dysponuje system w procesie realizacji zadań postawionych przed systemem; - sterowanie z zewnątrz systemu, dąży ono również (ale nie tylko) do optymalizacji zadań stawianych przed systemem z punktu widzenia środków którymi system dysponuje, ale uwzględnia ono przy tym działania innych systemów (będących składnikami szeregu systemów zarządzania), którymi to działaniami są: podporządkowanie celom nadrzędnym w stosunku do składników rozpatrywanego systemu.

Budowa hierarchiczna jest jedną z charakterystycznych cech procesów technolo­gicznych realizowanych współcześnie w przemyśle budowy maszyn- Natomiast w odnie­sieniu do całych procesów przemysłowych potrzeba hierarchizacji wynika z ich złożoności (duża ilość informacji uwzględniana przy rozwiązywaniu problemów decyzyjnych) oraz rzeczywistych struktur zarządzania przedsiębiorstwem

Problemy decyzyjne a poziom informacji

Problemy decyzyjne rozwiązywane są w procesach realizacji celów. Zorganizowana działalność człowieka opiera się zazwyczaj na dążeniach do realizacji wielu celów, które są współzależne. Cechą charakterystyczną jest hierarchizacja celów oraz fakt, że cele ule­gają zmianom i bywają dostosowywane zarówno do zmiennych potrzeb człowieka, jak i do warunków ograniczających możliwości ich osiągnięcia..

Podejmowanie decyzji -wybór określonego sposobu wykorzystania (wydatko­wania) środków z zamiarem osiągnięcia określonego celu, ta­ki rodzaj myślenia, które jest reakcją na pojawienie się problemu, proces po­szukiwania rozwiązania i jednocześnie przygotowania planu działania- Wybór określone­go planu (dokonany w wyniku porównania ocen możliwych alternatyw) jest decyzją­

Podejmowanie decyzji jest przedmiotem zainteresowania wielu teorii i dyscyplin naukowych, które postlują-z różnych punktów widzenia-w jaki sposób powinny być podejmowane decyzje. Oprócz klasycznej teorii podejmowania decyzji, decydowaniem zajmuje się m. in. teoria badań operacyjnych, teoria optymalizacji, teoria sterowania, prak­seologia, teoria gier, psychologa, socjologia, teoria organizacji i zarządzania, teoria eks­ploatacji oraz teoria sztucznej inteligencji.

Ponieważ integracja metod i rozwiązań uzyskanych w poszczególnych dyscyplinach nie jest łatwa, więc w efekcie praktyka podejmowania decyzji opiera się często w więk­szym stopniu na wiedzy, doświadczeniu i intuicji osób podejmujących decyzje niż na wy­korzystaniu metod naukowych. Jedną z możliwości postępu w omawianej dziedzinie są próby zastosowania podejścia systemowego celem stworzenia interdyscyplinarnego języka analizy problemów decyzyjnych

Podjęcie racjonalnej decyzji-zwłaszcza o charakterze ilościowym-wymaga po­siadania odpowiedniego rodzaju i ilości informacji. Wymaganie to jest szczególnie ważne w przypadku podejmowania decyzji dotyczących problemów wybiegających w przyszłość na kilka !lub kilkanaście lat (jak to ma miejsce np. w technicznym perspektywicznym przygotowaniu produkcji). Opis analityczny lub formalny, który umożliwia ilościowe uję­cie problemu, można zastosować tylko do części rzeczywistych procesów podejmowania decyzji. Pozostała ich część opiera się bowiem na indywidualnych i zmiennych strategach poszukiwania, ma charakter adaptacyjny, a wybór jest zawsze subiektywny i obciążony skłonnością do ryzyka, sposobem wykorzystania informacji oraz osobowością podejmują­cego decyzję.

W ramach ogólnej teorii podejmowania decyzji problem decyzyjny D można przed­stawić w postaci prostego modelu:

D=(x,Y,f) w którym X definiowane jest jako zbiór wyborów, Y jako zbiór rezultatów, zaś f jako funkcja przyporządkowująca elementom zbioru wyborów elementy zbioru rezultatów:

f : X->Y

Analiza formalnej koncepcji problemu decyzyjnego D umożliwia klasyfikację pro­blemów decyzyjnych, które można analizować m. in. z dwóch punktów widzenia:

I. -jako obiektywny i oparty na materialistycznym, przyczynowo-skutkowym ro­zumieniu świata fizycznego układ zależności między wyborami a rezultatami tych wyborów (decyzji, działań);

II. -jako obraz (model) rzeczywistego, obiektywnego problemu decyzyjnego wi­dziany subiektywnie przez podejmującego decyzję. W tym przypadku obraz sytuacji decyzyjnej nie musi odpowiadać jej rzeczywistemu kształtowi, gdyż wiedza podejmującego de­cyzję o problemie decyzyjnym bywa niepełna.

Wśród obiektywnych problemów decyzyjnych wyodrębnia się dwa rodzaje:

Ia. - o zdeterminowanej zależności między wyborami a rezultatami wyborów (każ­demu elementowi zbioru wyborów przyporządkowany jest tylko jeden element zbioru re­zultatów) - są to problemy decyzyjne jednoosobowe (gry jednoosobowe);

Ib.-o niezdetrmninowanej zależności między wyborami a rezultatami (każdemu elementowi zbioru wyborów jest przyporządkowany pewien podzbiór rezultatów) - są to problemy decyzyjne wieloosobowe (gry wieloosobowe).

Problemy subiektywne klasyfikuje się na podstawie kryterium o poziomie informa­cji (o rozwiązywanym problemie) jakim dysponuje podejmujący decyzję:

IIa. -sytuacja idealna, podejmujący decyzję dysponuje pełną wiedzą o problemie ,taki Problem równoważny jest nazywany albo zdeterminowanym al­bo niezdeterminowanym i wówczas jest grą- najczęściej wieloosobową;

IIb. -problemy niepewne. gdy znany jest zbiór wyborów i zbiór rezultatów, a nie jest znana funkcja f przyporządkująca elementom zbioru wyborów elementy zbioru rezul­tatów. Dwoma skrajnymi rodzajami problemów niepewnych są problemy probabilistyczne oraz tzw, gry z naturą

W przypadku problemów probabilistycznych podejmujący decyzję zna dla każdego elementu zbioru wyborów rozkład prawdopodobieństwa określony na zbiorze rezultatów. Natomiast dla gier z naturą brak jest informacji o charakterze funkcji f przyporządkującej elementom zbioru wyborów elementy zbioru rezultatów. Dalszą klasyfikację problemów niepewnych można prowadzić wyróżniając rozmaite stopnie niewiedzy o funkcji.

ILc. -problemy rozmyte źle zdefiniowane), gdy podejmujący decyzję nie ma pełnej informacji o zbiorach wyborów i (lub) rezultatów tj. nie zna wszystkich elementów tych zbiorów (w szczególnym przypadku zarówno X jak i Y traktowane mogą być jako zbiory rozmyte. Dalszą klasyfikację problemów tej klasy można prowadzić wyróżniając rozmaite poziomy wiedzy o poszczególnych elementach problemu decyzyjnego D.

Poszukiwanie modelu problemu decyzyjnego wymaga przede wszystkim dokonania wyboru między klasą modeli rozwiązywanych w sposób analityczny, a klasą modeli nie poddających się rozwiązaniom analitycznym Pierwsza klasa modeli (są one sformalizo­wane) jest rozwiązywana za pomocą technik optymalizacji (promowania matematycz­nego). Do rozwiązywania modeli klasy drugiej wykorzystywane są metody sztucznej inte­ligencji (algorytmy genetyczne, sieci neuronowe) i techniki heurystyczne. Otrzymywane rozwiązania są przybliżone, ale zadawalające i akceptowalne praktycznie.

Wstępuje zjawisko współzależności problemów decyzyjnych, których zbiór nazy­wany jest systemem decyzji (występują cele: globalny i równorzędne-konkurencyjne).

Podstawowe rodzaje współzależności określają następujące relacje między problemami decyzyjnymi:

- relacja połączenia szeregowego problemów, -relacja połączenia równoległego problemów,

-relacja wzajemnej konkurencyjności problemów (może uwzględniać połączenia szeregowe lub równoległe problemów albo ich nie uwzględniać).

- urządzenie techniczne lub zespół urządzeń technicznych może należeć równocze­śnie lub nierównocześnie do rożnych systemów działania.

III. Prawo kolektywności systemów: Systemy działania mogą się składać z systemów działania. Wnioski:

- tworzywem systemu działania mogą być systemy działania (jako podsystemy),

- elementarny system działania nie zawiera elementów będących systemami działa­nia.

IV. Prawo służby systemów: Każdy system działania służy innym systemom działania. Wnioski:

- celem istnienia systemu działania jest służenie innym systemom działania - system działania może służyć różnym systemom w różnym stopniu.

Prawa precyzują w dużym stopniu pojęcie systemu działania-fundamentalne dla analizy i inżynierii systemów

System działania jest to taki twór rzeczywistości, który:

- realizuje działanie celowe;

- może być współużyteczny z innymi systemami; - istnieje wtedy, gdy istnieje jego realizator,

- może składać się z innych systemów,

- służy innym systemom, ale również służy sobie; - może zmieniać się i doskonalić

-trwa w czasie i ma skończoną trwałość; - zużywa się i wymaga odnowy;

- może być zdatny lub niezdatny;

-jest zabezpieczany przez inne systemy, ale również przez siebie; -może szkodzić człowiekowi.

Operacje systemowe obejmują wyodrębnianie z otaczającej rzeczywistości syste­mów, podsystemów i nadsystemów.

Podsystem- "system mniejszy" wchodzący w skład systemu wyróżnionego

Nadsystem - "system więk­szy" obejmujący m.in. system uprzednio wyróżniony.

Operacje systemowe należą do pod­stawowych czynności systemowych, rzeczywistości (w ujęciu systemowym) to zhierarchizowany zespół systemów lub jeden system z hierarchicz­nie uszeregowanymi podsystemami. Systemy występują jak cegiełki wielkiej budowli, któ­rych różnorodność przejawia się także przez ich usytuowania hierarchiczne.

Każdy system można. podzielić na podsystemy (systemy usytuowane na niższym poziomie), a każdy podsystem z kolei na jeszcze mniej złożone podsystemy, aż do ele­mentarnych podsystemów włącznie. Elementarny podsystemem- podsystem, w którym nie wyodrębnia się już podsystemów niższego poziomu. Podsystemy nie muszą charakteryzować się tymi samymi właściwościami funkcjonalnymi co systemy - bardzo często ich działania są całkowicie odmienne.

Szczególnie ważna jest rola operacji systemowych przy rozpatrywaniu złożonych systemów technicznych, które dla uła­twienia ich badania należy podzielić. Złożone systemy techniczne zawierają zbiory elementów·, które z kolei mogą być także złożonymi systemami, powiązanymi ze sobą funk­cjonalnie i podporządkowane realizacji wyznaczonych zadań. Elementy złożonych syste­mów technicznych mają charakterystyczne dla nich cechy, pozwalające na realizowanie przydzielonych im funkcji, wynikających z ich miejsca i roli w systemie.

W trakcie dekompozycji należy przestrzegać rygorów metodyki badań systemowych:

-funkcjonalność, podsystemy wyodrębniać należy ze względu na spełniane funk­cje, a nie ze względu na rozmieszczenie przestrzenne;

-ścisłość, system powinien być ściśle określony, aby było wiadomo, co do niego należy, a co nie należy;

-niezmienność, określenie systemu nie może być zmieniane w trakcie rozważań (jest niedopuszczalne, aby jakieś elementy traktować raz jako należące do systemu, a drugi raz jako nienależące);

-zupełność, podział systemu na podsystemy powinien być zupełny (system nie ­

może zawierać elementów nienależących do żadnego z jego podsystemów);

-rozłączność, podział systemu na podsystemy powinien być rozłączny (podsystem nie może zawierać elementów należących jednocześnie do kilku podsystemów na tym samym poziomie);

-hierarchiczność, każdy system może być rozpatrywany jako element nadsystemu lub jako system składający się z podsystemów (w pierwszym przypadku zwraca się uwagę na zewnętrzne powiązania systemu i jego właściwości funkcjonalne, w drugim na jego sprzężenia wewnętrzne i właściwości strukturalne)..

Dokonując podziału systemu na. podsystemy dekomponuje się również relacje i sprzężenia na bardziej elementarne oraz ustala relacje występujące między podsystemami usytuowanymi na różnych poziomach dekompozycji (ustalenie takie jest w pewnym stop­niu arbitralne i zależy od przyjętego punktu widzenia).

Chcąc badać system złożony, który ma podlegać dekompozycji, należy wyraźnie określić czego ma ona dotyczyć. Czy badanie polegać ma na zajmowaniu się:

- podsystemami systemu (E; R), czy - podzbiorami zbioru E, albo

- podstrukturami struktury R.

Podstawowymi kryteriami podziału systemów są: - stopień poziomu hierarchicznego,- wskaźnik zwartości konstrukcji,- rodzaj sterowania ze względu na kształt sygnałów, - obraz natury dynamicznej systemu.

Z uwagi na dekompozycję złożonych systemów technicznych należy uwzględniać ich następujące własności :

- złożony system techniczny ma globalny cel działania oraz cele lokalne, odpowiadające jego podsystemom;

-realizacja celów lokalnych prowadzi do osiągnięcia celu globalnego (nie oznacza to, że cel globalny jest sumą celów lokalnych);

- liczba relacji i podsystemów jest uzależniona od :liczby dekompozycji;

-stopień poznania systemu wzrasta przy sukcesywnym przechodzeniu z jednego poziomu na drugi (im niższy poziom jest rozpatrywany, tym bardziej szczegółowo pozna­wany jest system, natomiast im wyższy poziom jest rozpatrywany, tym bardziej zrozu­miałym staje się sens jego istnienia i znaczenie w systemie, którego jest składnikiem);

-z zasad dekompozycji wynika, że z ruchem ku górze maleje (liczba relacji i liczba podsystemów, natomiast ich znaczenie zwiększa się;

-relacje między podsystemami na tym samym poziomie dekompozycji (tzw. po­ziome) wynikają z zależności funkcjonalnych między podsystemami, natomiast relacje między podsystemami usytuowanymi na różnych poziomach (tzw. pionowe) wynikają z roli tych podsystemów w systemie;

-jeżeli ogranicza się rozważania do zbioru podsystemów z jednego poziomu dekompozycji (traktowanych wówczas jako zbiór pełny elementów systemu E), to pomijane są relacje pionowe, a rozpatrywanie jest zawężone do układu relacji poziomych, co powo­duje utratę możliwości oceny znaczenia tych podsystemów w systemie.

W systemie można wyróżnić cztery rodzaje podsystemów specjalnych :

- wykonawczy procesu roboczego (procesowy) P, który zapewnia zdolność systemu do funkcjonowania i osiągania przez cały system swoich celów,

• sterowania G, do kierowania i koordynacji działalności pozostałych podsystemów specjalnych (jako elementów systemu) dla realizacji celów całego systemu;

• -informacyjny 1, do organizacji przetwarzania i dystrybucji strumieni informacji,

zarówno w obrębie systemu jak i zewnątrz systemu, zgodnie z potrzebami prawidłowego działania pozostałych podsystemów specjalnych;

-zasilający (logistyczny) L, do utrzymywania i zaopatrywania pozostałych podsystemów (i siebie również), tak aby działanie całego systemu przebiegało prawidłowo.

Wszystkie systemy mają jedną wspólną cechę- obieg informacji i(t), dzięki sygna­łowi g(t) Jako funkcji czasu w przedziale tp <_t<_ tk zdolnej do przeniesienia informacji mię­dzy dwoma podstawowymi elementami :

- podsystemem (obiektem, blokiem), w którym zachodzi proces roboczy i -podsystemem sterującym, który oddziałuje na proces roboczy.

Sterowanie procesem roboczym jest realizowane za pomocą sygnału g(r, t], przy czym w systemach wielowymiarowych występuje zbiór sygnałów sterujących.

O aktualnych możliwościach i zasobach materiałowo-energetycznych obiektu, w którym zachodzi proces roboczy w systemie, blok sterujący jest informowany sygnałem zwrotnym . Wynik działania systemu (rzeczywistego) w przedziale czasu jest podsumowany przez funkcję wielkości wyjściowej (charakterystyka wyjściowa):

U=U(r, tp<_ t<_ tk) lub w systemach wielowymiarowych przez zbiór U ( r,t ). Wynik ten jest porównywany z zaplanowanym (i sprawdzonym na modelu) efektem Uo ( r, t) według formuły:

^U= IUo-UI

Na rysunku 2.4 przedstawiono schemat modelu systemu, na którym są pokazane relacje i zależności między blokami systemu oraz jego powiązania z otoczeniem. W modelu wprowadzono osobny blok dla operatora oraz uwzględniono m in. sygnały energe­tyczno-materiałowe w bloku procesu roboczego, wejściowe e(F, t) i wyjściowe w(=, t). Rozpatrywany jest system jednowymiarowy (za wyjątkiem zbioru parametrów r ). Wiel­kość Uo (lub zbiór Uo ) jest precyzowana w bloku P na podstawie zapotrzebowania użyt­kownika p =p ( r, t). Wynika ono zwykle z potrzeb materialnych, społecznych lub kultu­rowych społeczeństwa. Technicznym weryfikatorem tych potrzeb są ograniczone możliwości systemu, narzucane przez pętlę sprzężenia zwrotnego M(r, t). Jest ona regulatorem systemu ze względu na wielkość zapotrzebowania Uo oraz możliwości produkcyjne syste­mu U. Do pętli sprzężenia zwrotnego M jest wprowadzana różnica ^U, po czym jest wy­pracowywany sygnał m, wyrażający nowe, zweryfikowane możliwości systemu. Możliwo­ści systemu określają składowe zbioru P jako parametry systemu.Zapotrzebowanie materialne, kulturowe i intelektualne użytkownika (blok P) jest precyzowane, a następnie weryfikowane w zależności od możliwości systemu. Czyni to wewnętrzne sprzężenie zwrotne w systemie M, które dąży do zlikwidowania rożnicy ^U. Sygnał m w systemie prowadzi do takiego ustawienia systemu, które minimalizuje od­chyłkę ~L'; po drodze napotyka jednak na różnego rodzaju ograniczenia: organizacyjne, materiałowe, energetyczne, zmianę warunków otoczenia i inne w postaci sygnału mo (ma on charakter przypadkowy lub stochastyczny). Dopiero po określeniu różnicy I mo - m I=^m oddziałuje ona na blok sterowania G( r, t).Aby stochastyczne oddziaływanie om na system sprowadzić do sygnału ^m o cha­rakterze zdetemtinowanym, stosuje się zamiast rozkładów prawdopodobieństwa (ich eks­perymentalne wyznaczenie w większości praktycznych zagadnień jest bardzo nudne) takie podstawowe parametry odpowiadające rozkładom jak wartość przeciętna i wariancja pro­cesu stochastycznego.Blokiem sterowania G kieruje człowiek-operator (nadaje on systemowi duże możliwości adaptacyjne), który opiera się na zapotrzebowaniu p=p(r, t), przy Jednocze­snym uwzględnieniu zakłóceń z w węźle sumacyjnym 2.

System może mieć charakter produkcyjny, informacyjny oraz produkcyjno-infor­macyjny. W pierwszym i trzecim przypadku musi być do procesu roboczego R doprowa­dzona energia lub masa materiałowa e. Po przerobieniu jej w systemie otrzymuje się wy­rób w, który jest opisany przez charakterystykę wyjściową U.

Analiza obiegu informacji w przedstawionym modelu systemu działania pozwala stwierdzić dodatkowe prawidłowości w działaniu systemu:

1. W procesie oddziaływania na procesy robocze w każdym systemie można wy­dzielić sterowanie i organizację. Sterowanie G,(F, t) to proces bezpośrednio ustawiający (zarządzający) w czasie proces roboczy ze względu na wydobycie z niego mak­simum energii, mocy, sprawności lub maksimum wydajności.

2. Oddziaływanie zewnętrze na system ma przede wszystkim charakter stocha­styczny. Dlatego system-w obszarze granic z otoczeniem-musi mieć właściwości adaptacyjne, a udział człowieka w tym zakresie stwarza największe możliwości na dostosowa­nie się do takich charakterystyk.

Analiza działania modelu potwierdza również takie wspólne cechy systemów jak: - występowanie oddziaływania sterującego i zakłócającego na proces roboczy, 4-ro etapowe zamykanie obiegu informacji (postrzeganie, formowanie decyzji, wykonanie i kontrola stanu).:

Historia istnienia systemu obejmuje:

I. Powstawanie (synteza, konstruowanie, przygotowanie produkcji i wytwarzanie systemu).

II. Eksploatację (użytkowanie i odnawianie).

III. Kasację (kasacja, połączona zwykle z badaniami i pracami nad rozwojem sys­temu; w normalnej sytuacji sprawy doskonalenia i optymalizacji winny być rozpatrywane również w fazie powstawania i eksploatacji).

Prawidłowością jest ciągła zmiana strukturalna i parametrycza systemów. Spo­wodowane to jest:

-ogólną tendencją do stałego doskonalenia naszego życia (i w związku z tym zmieniającego się zapotrzebowania na nowe rozwiązania systemowe),

-zmieniającym się środowiskiem, .stale wzbogacanym o nowe elementy bardziej przydatne człowiekowi i lepiej zaspokajające jego potrzeby.

W badaniu systemów działania również stawia się główne pytanie: czemu służy system? Określenie niezbędnych funkcji spełnianych przez system jest punktem wyjścia do wszelkich zmian w badanym systemie. Jakie są najlepsze i najtańsze sposoby spełniania tych funkcji - na to powinna dać odpowiedź analiza wartości.

Wprowadzanie w systemach zmian z takimi prędkościami, które odpowiadają po­trzebom społecznym i intelektualnym ludzi, wymaga efektywnych metod syntezy, projek­towania i racjonalnej eksploatacji systemów. Takie metody może dać oprócz teorii syste­mów cybernetyka, jako nauka o sztuce doskonalenia sterowania w systemach żywych, martwych i hybrydowych, zajmująca się badaniem prawidłowości wpływu sterowania (za­rządzania) na procesy robocze. W ten sposób wykorzystuje się interdyscyplinarny charakter cybernetyki, jako jednej z nauk o systemach.Ogólną teorię systemów i cybernetykę należy traktować jako dziedziny komple­mentarne ze względu na duże podobieństwo metodologiczne. Jednym z podstawowych problemów rozpatrywanych w cybernetyce jest np.: jakie warunki powinny być spełnione, aby osiągnąć w systemie pożądane stany lub przeciwdziałać stanom niepożądanym

Główne odkrycie cybernetyki stanowi stwierdzenie istnienia wspólnych zasad dzia­łania układów technicznych, biologicznych, ekonomicznych itp. Teoretyczne znaczenie te­go odkrycia polega na tym, że wykazało ono istnienie strukturalnej analogii (w języku matematyki - izomorfizmu) w procesach zachodzących w różnych dziedzinach rzeczywi­stości: technice, biologii, ekonomii itp. Praktycznym skutkiem tego odkrycia są-w dzie­dzinie badań naukowych- jednolite metody badań wszelkich obiektów, niezależnie od ich wewnętrznej struktury, przeznaczenia i roli, jaką pełnią w swoich środowiskach Istotą cy­bernetycznej metody badania dowolnych obiektów jest traktowanie ich jako układów względnie odosobnionych, reprezentowanych przez znany model "czarnej skrzynki."

Prawa dot. Systemów działania i wnioski:

I. Prawo powszechności systemów: każde celowe działanie realizowane jest w systemie działania. Wnioski:

- nie można działać poza systemem,

- zmiana celu powoduje zmianę systemu działania.

II. Prawo przenikalności systemów: Ten sam obiekt działający może należeć do różnych systemów działania. Wnioski:

-człowiek lub zespół ludzi może równocześnie lub nierównocześnie należeć do różnych systemów działania,

Graf G = (V, E) składa się ze:

-zbioru obiektów zwanych wierzchołkami oraz

-zbioru E którego elementy nazywa się krawędziami (łukami), Wierzchołki grafu są związane z krawędziami, czyli odcinkami łączącymi wierz­chołki.

Najczęstszym sposobem przedstawienia grafu jest rysunek, na którym wierzchołki są reprezentowane przez punkty, a każda krawędź - przez odcinek łączący jej wierzchołki końcowe.

Graf który nie ma ani pętli własnych, ani krawędzi równoległych, jest grafem prostym (elementarnym). Graf może być skierowany lub nieskierowany.

Relację binarną R na zbiorze można również przedstawić za pomocą macierzy zwa­nej macierzą relacji Jest ona macierzą zero jedynkową o wymiarach nxn, gdzie n jest liczbą elementów w zbiorze. Element o numerze i, j tej macierzy jest równy jedności, jeżeli xR x- jest prawdziwe, a jest równy zeru w przeciwnym przypadku. Dużą zaletą grafów jest możliwość ich wykorzystania do zagadnień optymalizacji,

Systemy działania

Chcąc stosować podejście systemowe do szeroko rozumianych obiektów i proble­mów technicznych, różnych form pracy i procesów technologicznych, należy uwzględnić podział wszystkich możliwych systemów na dwie kategorie

-systemy ogólne (konfiguracyjne, relacyjne, porządkujące, statyczne), określające typ realizacji, np. dziesiętny, metryczny, planetarny, system norm PN, system Płac;

-systemy działania (operacyjne, przetwarzające, procesujące, dynamiczne), określające­ ceł działania, transportowy, wytwarzania, zarządzania, telekomunikacyjny. Sy­stemy działania stanowią naturalne środowisko do realizacji celowej działalności człowieka (działają w nich ludzie jako podmioty działania). Wszystkie inne systemy są tylko elementami mniejszych lub większych systemów działania.

Istotą systemu działania jest jego cel-postawione zadanie.

Celem systemu jest z reguły osiągnięcie jednego (lub kilku) z celów obiektu, na którym został zbudowany. Działanie jest realizowane w systemie przez pewien zainicjowany odbywający się w nim proces, a identyfikuje je cel danego działania. Calem każdego - wywołanie pewnej zmiany w danym fragmencie rzeczywistości. Utożsamianie działania ze zmiennością w czasie prowadzi do traktowania systemu jako struktury dyna­micznej, zmiennej w czasie. Systemy działania mogą być sterowalne lub niesterowalne.

Systemy działania( niekiedy) naz. systemami organizacyjnymi, ekonomicznymi, cybernetycznymi, gospodaczymi, aktywnymi lub systemami społecznymi .

W każdym systemie działania występują jakieś procesy dające dobra materialne, społeczne i kulturowe oraz procesy, które sterują przebiegiem tych procesów roboczych.

Proces roboczy -dowolny proces wytwarzania dóbr materialnych, np. proces produkcji wyrobów, generowania prądu, ciśnienia, prędkości,

W zjawiskach występujących w otaczającym nas świecie, wyodrębnia się dwa rodzaje procesów:

I.Robocze - dające dobra materialne i intelektualne

II.Sterujące (zarządzające) procesami roboczymi

Ad. I dają nowe wartości w postaci przyrostu dóbr mate­rialnych, społecznych i kulturowych. Zachodzą one w przestrzeniach P (x, y, z) zwanych obiektami lub blokami, ograniczonych geometrycznie (wymiarowo), ciężarowo i czasowo Procesy robocze zabezpieczają w odpowiednim stopniu potrzeby materialne i intelektualne człowieka, spełniając jego nadzieje w myśl dwóch haseł:

- człowiek pragnie mieć lepiej,

- człowiek jest ciekawy i chce poznać rzeczy nowe.

Ad. II. (zarządzania, kierowania, oddziaływania) G(r, t) za­chodzą w przestrzeniach również ograni­czonych geometrycznie, ciężarowo i czasowo.

Każde zjawisko obejmuje dwa powyższe procesy i zachodzi równocześnie w czasie i w ściśle określonej przestrzeni (zwanej systemem). W ten sposób, z pojęciem systemu działania wiąże się występowanie procesów roboczych R( r, t) i procesów sterowania G( r, t), o różnym stosunku natężeń działań, oraz konieczności istnienia w systemie podsystemu sterującego i obiektu, w którym zachodzi proces roboczy.

Systemy występują jak cegiełki wielkiej budowli, dla których inność można wyra­zić przez czas, geometrię, ciężar oraz usytuowania hierarchiczne. Powstają one z dwóch elementów wybranych z olbrzymiego zbioru otaczającego nas świata, uporządkowanego według kryterium informacji w sterowaniu: człowiek (C), grupa ludzi (GL), społeczeństwo (S), środowisko (Ś), otoczenie (0) i maszyna (M). Razem jest 36 rodzajów (klasK) systemów, w tym 6 jednoimiennych i 30 różnoimiennych (np. człowiek-maszyna . Wśród tych rodzajów systemów występują warianty, które w ży­ciu człowieka odgrywają rolę podstawową. Do nich należą między innymi systemy Po­wstałe w układzie człowieka z jednym z pozostałych elementów.

---