SYSTEMY - fragment rzeczywistości („system rzeczywisty”) i/lub jego model

SYSTEM TRANSPORTOWY - celem działania jest transport (przemieszczanie, przewóz) ludzi i/lub ładunków (nie - ciepła, energii...)

PROCES TRANSPORTOWY - opis ma postać związków między stanami systemu transportowego w czasie

SYSTEMY

UWAGI WSTĘPNE, DEFINICJE [Klir, Konieczny]

„System” może mieć rozmaite znaczenie w różnych okolicznościach i dla różnych ludzi

zwykle: układ pewnych elementów powiązanych ze sobą wzajemnie tak, że tworzą całość

Różne rodzaje elementów i ich wzajemnych powiązań dają w wyniku rozmaite systemy. [Klir]

Elementy - proste, złożone (podsystemy)

Powiązania (więzy, relacje) - silne, słabe: zależności, działania

Całość - z wyraźną, ostrą - lub nieostrą (rozmytą) granicą

Słowo „system” używane jest do oznaczania pojęć nawiązujących do zagadnień ujmowanych kompleksowo

Najważniejsze ze znaczeń:

• Wszelki skoordynowany wewnętrznie i wykazujący określoną strukturę układ elementów;

rozpatrywany od zewnątrz jest całością, od wewnątrz jest zbiorem elementów o wzajemnej zależności

• Zespół sposobów (metod) działania, wykonywania złożonych czynności

• Całokształt zasad organizacyjnych, ogół norm i reguł obowiązujących (stosowanych) w danej dziedzinie

• Całościowy i uporządkowany zespół zdań powiązanych ze sobą określonymi relacjami logicznymi

Systemem w tym znaczeniu nazywana jest każda teoria

Różnorodność znaczenia słowa „system” sprawia, że w literaturze przedmiotu spotyka się wiele jego określeń i definicji.

Charakterystyczne dla tych określeń jest to, że ścisłość definicji jest tym większa, im dotyczy węższej klasy systemów. [Bąk]

Nauka: ogólna teoria systemów (General Systems Theory) w najszerszym znaczeniu obejmuje zespół:

• Ogólnych pojęć

• Zasad

• Środków

• Metod

• Problemów

• Procedur

Związanych z systemami [Klir1]

W latach 30. XX wieku propozycja przyjęcia nowej postawy naukowej, określonej „postawą systemową” (systems approach) przypisuje się jej wyższość nad postawą klasyczną, zwłaszcza w niektórych dyscyplinach naukowych jak na przykład w:

• Biologii

• Psychologii (psychiatrii)

• Naukach społecznych

To potrzeba lepszego zrozumienia zjawisk z tych dziedzin wzbudziła zainteresowanie badaniami systemów o silnych (niepomijalnych) wzajemnych oddziaływaniach (więzach) między elementami, a także między systemami i ich otoczeniem.

Nowa dziedzina posługiwała się metodą przeciwstawną „klasycznej” (Newtonowskiej) metodzie, która przedmiot badań naukowych traktuje jako zbiór izolowanych części i próbuje określać właściwości całego obiektu bezpośrednio na podstawie właściwości jego części, nie uwzględniając ich wzajemnego oddziaływania. [Klir1]

Później uzyskano wiele dowodów na to, że pewne własności systemów nie zależą od konkretnego charakteru poszczególnych systemów, lecz są typowe dla systemów zupełnie różnych, przynajmniej z punktu widzenia tradycyjnej klasyfikacji nauk (fizycznych, biologicznych, społecznych) [Klir1]

Mówiąc ściśle, „ogólna teoria systemów” (przy najszerszej interpretacji tego terminu) nie jest teorią w sensie formalnym (teorią aksjomatyczną), mimo iż obejmuje pewne teorie sformalizowane:

• Teorię automatów skończonych (sekwencyjnych)

• Teorię automatów stochastycznych

• Teorię matematyczną języków formalnych

• Teorię maszyn Turinga

• Teorię Mesarovica (aksjomatyczną o wysokim poziomie abstrakcji)

• Teorię Wmore'a (spleciona teoria systemów)

• Teorię Klira (dedukcyjną

• Inne

Często wyraża się pogląd, że oprócz wymienionych tu teorii sformalizowanych ogólna teoria systemów obejmuje rozmaite:

• Pojęcia

• Hipotezy

• Zasady metodologiczne

• Specjalne procedury przeznaczone do maszyn cyfrowych

• Inne czynniki nie należące do żadnej teorii sformalizowanych

Istnieje obecnie ogólna tendencja do formalizowania, wynikająca z dążenia do ograniczenia możliwości pomieszania pojęć. Jednakże proces formalizacji zawęża, na ogół pierwotne semantyczne znaczenie rozpatrywanych obiektów.

„Ubóstwo całkowicie sformalizowanych pojęć” [E. Kindler] jest poważnym niedostatkim formalizacji w jej obecnej postaci, mimo wielu jej zalet. Jeden ze sposobów objęcia rozmaitych aspektów „semantycznie bogatych” pojęć, odnoszących się do systemów sformalizowanych, za pomocą dostępnego aparatu matematycznego polega na opracowaniu wielu sformalizowanych teorii systemów. Każda z tych teorii zawiera odbicie pewnych aspektów i rzeczywistości.

Teorie te, mimo różnic nie zawsze są rozłączne. Razem pozwalają o wiele szerzej interpretować treść semantyczną różnych pojęć systemowych, niż mogłaby to uczynić każda z osobna. Jest to w istocie rzeczy sposób ujęcia dotychczas stosowany w praktyce.

Inny6 sposób polega na tym, by w procesie formalizacji zachować tyle treści semantycznej, ile to jest możliwe [Klir1].

W najbardziej ogólnym przypadku o systemie można mówić, gdy istnieją powiązane ze sobą obiekt, obserwator i zadanie

Obiekt: wyodrębniony z otoczenia - zbiór powiązanych ze sobą elementów

Obiekt jest przedmiotem zainteresowania obserwatora

Obserwator rozpatruje obiekt pod kątem postawionego zadania

(Ten sam) obiekt można rozpatrywać w aspekcie różnych zadań przez różnych obserwatorów.

Warunkiem osiągnięcia sukcesu (jedności wymienionych elementów) jest istnienie wspólnego języka, w którym przedstawione jest zadanie, wyrażane są oceny, wydawane są decyzje, itd...

Zatem w takim ujęciu SYSTEM jest odwzorowaniem w języku obserwatora własności obiektu (elementów i powiązań - relacji między nimi) z punktu widzenia rozpatrywanego zadania.

Relacja rozumiana jest tu bardzo szeroko jako współzależność, stosunek, związek, oddziaływanie lub przepływ między wyróżnionymi elementami.

Symbolicznie zatem można przedstawić zależnością:

S = F ( O, Z, E, R, J)

Gdzie:

S - system

O - obserwator obiektu

Z - zadanie

E - zbiór elementów obiektu

R - zbiór powiązań między nimi

J - język opisu systemu

Obiekt (reprezentowany przez E i R) jest powiązany z obserwatorem bezpośrednio oraz poprzez zadanie. Konsekwencją są uproszczenia w stosunku do obiektu rzeczywistego. Jeśli np. obiektem jest fabryka, to będą różne reprezentacje przy rozpatrywaniu np.:

• Wielkości produkcji (rodzaj produktu, wartość...)

• Minimalizacji szkodliwości dla środowiska

• Badań socjologicznych załogi

Ten sam obiekt rzeczywisty można opisać wieloma systemami, w których obiekt rzeczywisty charakteryzują wybrane jego własności, wybór tych własności zależy od postawionego zadania.

Traktowany jako system obiekt jest uproszczeniem obiektu rzeczywistego - nie można utożsamiać obiektu rzeczywistego z jego odwzorowaniem w system

Nazewnictwo nie jest jednolite, odwzorowanie może też mieć notacje (np. Zeigler):

Posługiwanie się pojęciem systemu (jako modelu, odwzorowania) podporządkowane jest regułom, do których zalicza się m.in.:

• Ścisłość: dokładne rozdzielenie (zbioru) elementów systemu i otoczenia, ale: zbiory rozmyte???

• Niezmienność: w toku rozważań - niezmienność rozdziału jw.

• Zupełność: podział na podsystemy powinien objąć wszystkie elementy systemu

• Rozłączność: nie może być elementów należących do kilku podsystemów jednocześnie

A teoria chaosu???

Wg. Koniecznego:

Jeśli jako system potraktować dowolną całość zorganizowaną, to można wyróżnić systemy działania (systemy celowo działające), oraz systemy nie będące systemami działania, zwane niekiedy systemami ogólnymi.

Systemy działania wyróżnia od systemów ogólnych to, że działają w nich ludzie jako podmioty działania. Otaczający nas świat składa się z wielu systemów działania.

Granice poszczególnych systemów są często rozmyte, ich elementy określone nieprecyzyjnie, a każdy z podsystemów realizuje inny cel działania.

WŁASNOŚCI SYSTEMÓW

• Kompleksowość - całość, mająca ściśle określone własności i sposób zachowania się

• Dekomponowalność - możliwość rozbicia na mniejsze części podsystemy, elementy, wzajemnie powiązane, oznacza to też możliwość agregacji

• Odosobnienie - możliwość (myślowego) wyłączenia z otoczenia jako systemu zamkniętego. Powiązanie z otoczeniem przez wejście/wyjście

• Identyfikowalność - możliwość wyodrębnienia oraz rozróżnienia,klasyfikacji i charakteryzowania każdego z elementów

• Różnorodność w jedności - każdy element może mieć własny sposób zachowania się i stan, różne od innych elementów. Ich uporządkowanie tworzy sposób sposób zachowania się i stan całego systemu.

• Obserwowalność - (Ew. zdolnośc sterowania) wszystkich wejść/wyjść

• Odwzorowalność - istnienie języka opisu, modelowania (z uproszczeniem)

• Nieokreśloność!!! - nie ma możliwości opisu wszystkich własności i relacji niepełna informacja

WŁASNOŚCI I PEWNYCH KLAS SYSTEMÓW

• Niezawodność - zdolność do porządnego zachowania

• Adaptacyjność - reagowanie na zmiany stanów systemu i otoczenia dla podtrzymania realizacji celu działań

• Inteligencja - zrozumienie przyczyn powstawania pewnego stanu i konsekwencji zmiany sprzężenia lub wielkości przekazywanej przez to sprzężenie oraz wykorzystanie tych spostrzeżeń do uczenia się systemu

• Uczenie się - proces zminy struktury, organizacji lub własności systemu adaptacyjnego w celu osiągania skuteczniejszego działania systemu

• Współzależność - cecha zależna od liczby i znaczenia sprzężeń między jego elementami (zmiany stanu niektórych powodują zmiany wszystkich pozostałych)

• Samoorganizacja - doskonalenie struktury w celu osiągnięcia lepszej niezawodności lub adaptacyjności

• Integracja - zmniejszenie różnic i Ew. łączenie się niektórych elementów (podsystemów)w jeden.

• Centralizacja - jeden element staje się stopniowo elementem kierującym

• Samoreprodukcja - zdolność do stworzenia repliki siebie samego z materiału i energii otoczenia

RODZAJE SYETMÓW

Duża liczebność i różnorodność systemów utrudnia konsekwentną, przejrzystą i rozłączną klasyfikacją.

Jednorodne i niejednorodne - uwzględnia saię cechy struktury i sposób działania. Jednorodne mają jednorodną substancję:

• Biologiczne

• Fizyczne

• Techniczne

• Społeczne

• Znakowe

Niejednorodne: techniczno - ludzkie, naturalne i sztuczne

Informatyczne, decyzyjne, sterowania... - treść i funkcje realizowane przez system.

Ważne, lecz trudne do skwantyfikowania kryteria: wielkość i złożoność systemów:

• systemy małe, średnie i wielkie. W systemie małym żaden element nie jest traktowany jako system, w systemie wielkim wszystkie elementy są systemami co najmniej małymi. O wielkości decyduje nie liczba, lecz morfologia (budowa) elementów. W systemie wielkim - poszczególne częście z lokalnymi obserwatorami tworzą podsystemy, całość widzi obserwator globalny poprzez obserwatorów lokalnych.

• systemy proste i złożone - w systemie złożonym obiekt rozpatrywany jest pod kątem wielu zadań

W systemi złożonym każdy obserwator lokalny widzi cały obiekt, ale pod kątem widzenia poszczególnych (pojedynczych?) zadań. Obserwator globalny widzi całość pod kątem wszystkich zadań, przez obserwatorów lokalnych.

4

SYSTEMY TRANSPORTOWE

Zadanie

Obserwator

Obiekt proces

Obiekt rzeczywisty

System

System rzeczywisty

Model systemu rzeczywistego

---