Podejście systemowe

Złożoność istniejącej rzeczywistości, w tym eksploatacyjnej jest teoretycznie nieograniczona, dlatego istotnym narzędziem rozwiązywania problemów stało się podejście systemowe (teoria systemów).

Podejście systemowe - jest jedną z najbardziej charakterystycznych cech rozwoju nauki w drugiej połowie dwudziestego wieku.

Podejście systemowe to patrzenie na otaczającą rzeczywistość przez pryzmat systemów. Uwzględnia poszczególne elementy i ich relacje między sobą, upraszczając analizowanie złożonych problemów. Skupia elementy o jednakowej funkcji, a nie położeniu terytorialnym.

Jego istotą jest wyróżnianie w otaczającej rzeczywistości systemów, czyli zbiorów elementów powiązanych w taki sposób, że tworzą one pewną funkcjonalną całość wyróżniającą się w otoczeniu.

System jest to zbiór elementów i relacji między nimi: S = < E, R >

System celowy - cel działania systemów transportowych - przemieszczanie ładunków (materii ożywionej, nieożywionej a nawet informacji)

Hierarchia: nadsystem system podsystem

Ujęcie systemowe - rygory:

Ścisłość. System powinien być określony (zidentyfikowany) aby było wiadomo, co do niego należy, a co nie należy. Określenie systemu może być nawet bardzo ogólne, ale nie może być ogólnikowe.

Niezmienność. Określenie systemu powinno być niezmienne w całym toku rozważań. Jest niedopuszczalne, żeby jakieś elementy były raz traktowane jako należące do systemu, a innym razem jako nie należące.

Zupełność. Podział systemu na podsystemy powinien być zupełny. Znaczy to, że system nie może zawierać elementów nie należących do żadnego z jego podsystemów.

Rozłączność. Podział na systemy powinien być rozłączny. Znaczy to, że system nie może zawierać elementów należących do kilku systemów na raz.

Funkcjonalność. Systemy powinny być wyodrębniane ze względu na spełniane funkcje, a nie ze względu na oddzielność przestrzenną.

W systemie, w czasie zachodzą procesy (zmiany stanów systemu w czasie).

Proces jest to ciąg zdarzeń w systemie uporządkowany czasem.

Rodzaje procesów: deterministyczne, losowe (stacjonarne*, niestacjonarne)

Procesy deterministyczne dokonują się według ścisłych reguł; można je przewidzieć (np. proces ruchów autobusów w mieście).

Zarządzanie eksploatacją - proces oddziaływania na system eksploatacji dla osiągnięcia wyznaczonych celów (najczęściej maksymalizacja efektywności działania systemu).

*Proces stacjonarny - rozkład losowości w czasie jest stały (parametry typu wariancja nie zmieniają się).

Relacje - wszelkie związki przyczynowo-skutkowe, które wiążą elementy systemu. Relacje mogą być w różnych postaciach. Najgorsze do określenia są relacje jakościowe, ponieważ nie dają się określić za pomocą liczb. Wiele relacji da się określić poprzez funkcje logiczne - są to relacje deterministyczne.

System konstruuje się ze względu na cel jego działania.

Efektywność - stosunek efektu do nakładu. Im większy efekt przy danym nakładzie, tym efektywność wyższa. Jest to podstawowe kryterium zarządzania eksploatacją.

Modelowanie

Identyfikacja, analizowanie czy optymalizacja działania rzeczywistego systemu w całej jego złożoności najczęściej nie jest możliwa. Dlatego w badaniach posługujemy się ich modelami.

Bardzo skuteczną metodą badania efektu wprowadzania zmian w systemie są metody symulacyjne.

Model - odzwierciedlenie (uproszczenie) rzeczywistości ukierunkowane na cel.

Badania Rzeczywiste - badania na rzeczywistym organizmie systemu. Bierne nie wymagają ingerencji w system (np. pomiary). Czynne z kolei ingerują w system, co ciągnie za sobą często wielkie koszty.

Badania Modelowe - polegają na skonstruowaniu modelu systemu, w celu jego analizy. Modele fizyczne to realne modele obiektów (np. centrum badania ruchu morskiego w Iławie). Modele matematyczne polegają na ujęciu problemu w funkcjach i zależnościach matematycznych (liczbowych).

Badania Analityczne - polegają na przedstawieniu problemu w postaci funkcji algebraicznej:

• Modele teoretyczne - opierają się na funkcjach teoretycznych, które są uzyskane na drodze analizy teorii. Często pojawiają się tam czysto teoretyczne, mało realne założenia

• Modele empiryczne - opierają się na funkcjach empirycznych, których współczynniki zostały dobrane w drodze doświadczenia.

Badania Symulacyjne - polegają na sztucznym odzwierciedleniu działania systemu, w postaci symulacji (najczęściej komputerowej). Umożliwiają badanie większego spektrum problemów niż modele analityczne. Wymagają jednak olbrzymiej ilości obliczeń:

• Modele autonomiczne - działa samodzielnie, bez udziału człowieka. Zachowanie człowieka jest zasymulowane w modelu.

• Modele nieautonomiczne - nie symuluje zachowania człowieka. Człowiek jest elementem systemu.

• Rozwiązywane problemy: jak jest?; dlaczego tak jest?; jak będzie?;

co będzie gdy?; jakie jest optymalne rozwiązanie?;

Etapy rozwiązywania problemów eksploatacji:

1. Sformułowanie problemu,

2. Identyfikacja systemu i procesów,

3. Budowa modelu,

4. Badania modelowe,

5. Analiza wyników,

6. Wnioski

Rola w badaniach:

- branżysty

- problemisty

- analityka

Podsumowanie: Będziemy zajmować się systemami eksploatacji środków transportu i procesami tam

zachodzącymi.

BRANŻYŚCI są ludźmi pracującymi w danej branży i znającymi się na niej. Ich zadaniem jest werbalne sformułowanie problemu. Następnie PROBLEMIŚCI I ANALTYCY formułują problem w postaci funkcji (matematycznie). Kolejny etap to zbudowanie modelu i identyfikacja procesów wchodzących w jego skład oraz powiązań między nimi. Po tym etapie następują badania modelowe (np. badania symulacyjne) oraz właściwa analiza problemu na wybranym odcinku czasu.

BRANŻYSTA - ludzie znający się na branży i jej problemach.

PROBLEMISTA - człowiek, który „trochę wie coś o branży i trochę o metodach badawczych”. Branżyści zgłaszają się z problemami pojawiającymi się w ich branży do Problemisty. Problemista formułuje problem precyzyjnie i przekłada go na „język” analityka.

ANALITYK - w oparciu o dane od problemisty, buduje model, który następnie bada i analizuje. Następnie publikuje wyniki w postaci danych statystycznych. Jego wyniki wędrują z powrotem do problemisty, który pośredniczy w sensownym przekazaniu wyników branżystom.

BADANIA PROCESÓW EKSPLOATACJI ŚRODKÓW TRANSPORTU

RZECZYWISTE

MODELOWE

BIERNE

CZYNNE

FIZYCZNE

MATEMATYCZNE

ANALITYCZNE

SYMULACYJNE

TEORETYCZNE

EMPIRYCZNE

AUTONOMICZNE

NIEAUTONOMICZNE

---