Struktury systémů, jejich typy
Ve výzkumu je běžné rozlišovat mezi různými typy struktur jako prostředku popisu systému. Struktura může být prezentována v grafické, maticové formě, ve formě množinově teoretického popisu, pomocí jazyka topologie, matematických nástrojů atd. Lze rozlišit následující způsoby popisu struktur.
1. Síťová struktura představuje rozklad prvků prezentovaných v čase.
V síťové reprezentaci struktury systému je obvyklé používat takové pojmy jako: vrchol, hrana, cesta, kritická cesta.
Obr.4. Síťová struktura systému
Síťové struktury systémů představují pořadí operací nebo akcí v systému. Například síťový diagram se používá k popisu výrobních fází činnosti při navrhování systémů, při vytváření plánu činnosti výroby se zobrazuje její síťový model; Síťové modely mohou být reprezentovány jednosměrnými, reverzními a cyklickými spojeními mezi prvky systému. Takové vztahy jsou popsány jako cesta nebo kritická cesta mezi prvky.
V systémové analýze síťových struktur je využíván matematický aparát teorie grafů a dále teorie plánování a řízení sítí, která má aplikovaný charakter.
2. Hierarchická struktura představuje rozklad systému v prostoru, navazující úrovňové spoje (vztahy) mezi prvky (subsystémy) v celé formaci.
Prvky nebo komponenty systému jsou reprezentovány jako vrcholy nebo uzly a spojení mezi prvky jsou reprezentovány jako oblouky nebo spojení uzlů. Hierarchické struktury se obvykle nazývají stromové struktury. Takové struktury se nazývají “stromový” typ. Nejčastěji se takové struktury používají k reprezentaci cílů a cílů systémového řízení, o kterých bude dále pojednáno.
3. Víceúrovňové hierarchické struktury jsou obvykle zobrazovány jako vrstvy, vrstvy a stupně.
Strata – je způsob popisu složitých struktur jejich nahrazením jednoduššími modely. Pomocí této metody každá vrstva popisuje svou vlastní úroveň abstrakce, přičemž zachovává vlastnosti vstupních a výstupních parametrů.
Obr.6. Reprezentace systému ve formě vrstev
Vrstvy – je způsob, jak popsat posloupnost problémů, které je třeba vyřešit, aby se našel nejlepší způsob jejich řešení. Navíc při řešení vícevrstvých problémů je nutné vzít v úvahu přípustná omezení modelování podkladových objektů, aniž bychom ztratili obecnou představu o řešení základního problému.
Obr.7. Vícevrstvá struktura rozhodovacího systému
Echelon – je způsob popisu hierarchické struktury v podobě relativně závislých, vzájemně se ovlivňujících subsystémů (objektů). Tyto víceúrovňové struktury popisují relativně nezávislé úrovně řízení. Na každé úrovni řízení mají subsystémy určitou míru volnosti ve výběru rozhodnutí vedení.
Obr.8. Hierarchická struktura řídicího systému, prezentovaná ve formě stupňů
Na obr. 8 je znázorněna struktura řídicích subsystémů, která je implementována ve formě echalonů. Každý stupeň představuje určitou úroveň řídicího subsystému. Propojení mezi úrovněmi řízení je prezentováno formou koordinace rozhodovacího procesu v každém subsystému. Tato strukturální organizace spojení mezi řídicími subsystémy se obvykle nazývá víceúčelová hierarchická řídicí struktura. Proto se vícevrstvé struktury často nazývají víceúčelové.
4. Maticové struktury představují vztahy mezi úrovněmi hierarchické struktury. Lze je popsat jako stromovou hierarchickou strukturu spojení, dvourozměrnou matici se „slabými“ a „silnými“ vazbami a vícerozměrnou matici.
Obr.9. Příklady struktur maticových systémů
5. Smíšené hierarchické struktury s vertikálními a horizontálními vazbami. Příkladem takového systému je systém státní správy.
6. Struktury s libovolnými vazbami se zpravidla používají v počáteční fázi studia systému, k určení důležitých a nezbytných prvků a navázání pouze těch vazeb a vztahů, které mají největší vliv na rozhodování managementu.
Obr.10. Struktura systému s libovolnými vazbami
Na obr.10. Je představen systém sestávající ze 4 prvků, který je reprezentován libovolnými spoji mezi nimi. Toto grafické znázornění systému se obvykle používá v první fázi studie, kdy ještě nebyly vytvořeny vzorce spojení a vztahů mezi prvky. Popis systémů ve formě struktury s libovolnými vazbami se nejčastěji používá na úrovni formování autorské koncepce systémové studie izolovaného objektu od okolí.
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli:
Termín systém se používá v případech, kdy chceme studovaný objekt charakterizovat jako něco celistvého a komplexního. Existuje několik desítek definic tohoto pojmu. Přeloženo z řečtiny. “systém” – složení, tzn. něco složeného z částí.
Systém je celek vytvořený z částí a prvků pro cílevědomou činnost.
Z vývoje pojmu systém je zřejmé, že v prvních definicích systém zahrnoval pouze prvky a vazby (vztahy) mezi nimi (L. von Bertalanffy, A. Hall); pak se jako konečný výsledek objevuje pojem cíle, systémotvorné kritérium (V.I. Vernadsky, P.P. Anokhin); Dále je představen pozorovatel (výzkumník), tzn. osoba zastupující objekt nebo proces jako systém (W.R. Ashby).
U řídicích systémů je nutné při definici vhodně zohlednit cíle a plány, externí a interní zdroje, interprety, proces, omezení a překážky a efekt.
Navíc, jak se upřesňují představy o systému nebo když se přechází do jiné fáze výzkumu, může být zpřesněna definice systému.
Systém je soubor integrálních, uspořádaných prvků a subsystémů, které se vzájemně ovlivňují za účelem dosažení cíle.
mnoho prvků a dílů,
· jednota hlavního cíle pro všechny prvky a části,
existence spojení mezi nimi,
integrita a jednota prvků,
struktura a hierarchie, relativní nezávislost,
· jasně definovaná ovladatelnost.
Vlastnosti systému lze podmíněně rozdělit do dvou řad.
Vlastnosti prvního řádku – vlastnosti, které mají přímý systémový původ:
· integrita – systém je organizační komplexní celek;
· dělitelnost – systém lze vždy rozdělit na podsystémy a komponenty.
· množství – každý systém se skládá z mnoha částí (úrovně hierarchie, počet prvků a propojení);
· odhodlání – každý dílčí systém musí být zaměřen na dosažení společného cíle.
Vlastnosti řádku II – vlastnosti, které zajišťují provozuschopnost systému:
· homogenita (homogenita) – systém musí mít alespoň jednu společnou vlastnost;
· heterogenita (heterogenita) – každý systém musí mít různé vlastnosti heterogenních prvků;
· sebeorganizace – nezávisle existující a fungující systém by neměl být zničen;
· centralizace – každý systém musí mít centrální článek, který bude stát nad všemi úrovněmi hierarchie;
· vznik – vlastnosti systému jako celku se liší od vlastností jeho jednotlivých prvků.
Mezi pojmy charakterizující strukturu systémů se rozlišují následující:
1. systémový prvek
Prvek – jedná se o část systému a jeho nejjednodušší nedělitelnou část, která má určitou nezávislost a má svá propojení s ostatními částmi.
Uvažují se prvky homogenní, heterogenní a smíšené povahy.
Prvky mohou tvořit sloučeniny různé úrovně složitosti (komponenty). Komponenty jsou zase zahrnuty do útvarů složitější úrovně (subsystému).
Subsystém je část systému, která je souborem určitých prvků a vyznačuje se svou podřízeností z hlediska funkcí, které plní.
Komunikace Pojem komunikace je obsažen v jakékoli definici systému a zajišťuje vznik a zachování jeho integrálních vlastností. Tento pojem zároveň charakterizuje jak strukturu (statiku), tak fungování (dynamiku) systému.
Spojení je definováno jako omezení stupně volnosti prvků. Když se prvky dostanou do vzájemného kontaktu, ztratí část svých vlastností, které potenciálně měly ve volném stavu.
Spoje lze charakterizovat (obr. 1) směr, síla, charakter (nebo druh). Na základě prvního znaku se spoje dělí na režírovaný и nesměrový. Podle druhého – na silný и slabý. Povaha spojení je různá podřízenost, generační vztahy, rovná práva (koordinační odkazy), manažerská komunikace.
Obr.1. Klasifikace typů spojů
Podle předvídatelnosti jsou spojení: funkční (každá hodnota faktorové charakteristiky odpovídá zcela konkrétní hodnotě výsledné charakteristiky) a stochastický (každá hodnota faktorové charakteristiky odpovídá množině hodnot výsledné charakteristiky).
Spojení ve specifických systémech lze současně charakterizovat několika z těchto charakteristik.
Koncept zpětné vazby hraje velmi důležitou roli v modelování systému.
Princip zpětné vazby slouží k formování kontrolních akcí pro zlepšení fungování systému nebo prvku.
Účel. Pojem cíl a související pojmy účelnost, účelnost tvoří základ pro vývoj systému.
Analýza definic cíle a souvisejících pojmů ukazuje, že v závislosti na stadiu poznání objektu, stadiu systémové analýzy se do pojmu cíl vkládají různé odstíny – od ideálních aspirací až po konkrétní cíle-výsledky, dosažitelné v rámci určitý časový interval, někdy formulovaný i z hlediska konečného produktu činnosti.
Aby reflektoval dialektický rozpor obsažený v pojmu cíl, Encyklopedický slovník uvádí následující definici: cíl je „předmyslitelný výsledek vědomé činnosti člověka“, Je také zdůrazněno, že pojem cíl je spojen s osobou, její činností a vědomím.
terč – konkrétní výsledek, kterého se systém snaží dosáhnout.
Komponenty při formulaci cíle:
1 – sloveso (odhalí cílovou aktivitu – zvýšit, optimalizovat atd.)
2 – cílový parametr (ukazuje, na co je cílová aktivita zaměřena – podíl na trhu, cash flow atd.)
3 – předmět činnosti (zobrazuje, co je předmětem cílové činnosti – zboží, majetek atd.)
4 – typ činnosti (určuje, jakou činností bude cílového parametru dosaženo – prodej, analýza, řízení atd.)
5 – místo činnosti (prostorová omezení – kraj, kraj)
6 – období činnosti (délka období, během kterého musí být cíle dosaženo)
7 – omezení činnosti (může zohledňovat cíle mimo podnikání (výzkum) nebo jiné okolnosti, které omezují způsoby dosažení.
Jsou vyžadovány komponenty 1-4; komponenty 5-7 jsou do definice zahrnuty podle uvážení v závislosti na typu a složitosti studie.
Příklad nastavení cíle: “Zvýšení konkurenceschopnosti strojírenských produktů zlepšením metod podnikového řízení v krátkodobém horizontu.”
Struktura (z latinského „struktura“, což znamená struktura, uspořádání, řád) odráží určité vztahy, vzájemné postavení složek systému, jeho strukturu (strukturu).
Obvykle je pojem struktura spojen s grafickým zobrazením. Stejný systém může být reprezentován různými strukturami v závislosti na stupni poznání předmětu nebo procesu aspektu jejich zvažování, účelu tvorby. Zároveň se během procesu výzkumu nebo návrhu může změnit struktura systému.
Různé typy struktur mají specifické rysy a lze je považovat za nezávislé koncepty systémové teorie a systémové analýzy. Pojďme si stručně popsat ty hlavní.
1. Struktura sítě nebo je síť rozkladem systému v čase.
Například struktura sítě může odrážet pořadí provozu technického systému, fáze lidské činnosti (ve výrobě – síťový diagram, při návrhu – model sítě, při plánování – plán sítě atd.).
2. Hierarchické struktury představují rozklad systému v prostoru. Všechny vrcholy (uzly) a spojení (oblouky, hrany) existují v těchto strukturách současně (neoddělené v čase).
Struktury typ a, ve kterých je každý prvek základní úrovně podřízen jednomu uzlu (jednomu vrcholu) vyšší úrovně (to platí pro všechny úrovně hierarchie), se nazývají hierarchické struktury s „silné“ vazby struktury jako strom.
Struktura typ b, kde prvek základní úrovně (jeden nebo více) může být podřízen dvěma nebo více uzlům (vrcholům) vyšší úrovně, se nazývají hierarchické struktury s „slabé“ vazby. V druhém případě jsou vztahy ve formě slabých spojení mezi úrovněmi podobné vztahům v matici tvořené ze složek těchto dvou úrovní.
3. Smíšené hierarchické struktury (typ B) s vertikálním a horizontálním spojením, může mít jak vertikální spojení různé síly (řízení), tak horizontální interakční spojení (koordinace).
4. Struktury s libovolnými vazbami – používají se v počáteční fázi poznání systému, kdy není znám charakter interakcí mezi prvky a rozdělení prvků mezi úrovněmi hierarchie.
Systémy a jejich klasifikace
Klasifikace je založena na následujících charakteristikách (obr. 1): původ systému; konkrétní obsah; objektivita existence; míra propojení s okolím; časová závislost; podmíněnost jednání; místo v hierarchii systémů.
Podle původu systémy se rozlišují:
) přírodní (přirozený) – systémy existující v přírodních procesech (například sluneční soustava, planety, kontinenty, oceány atd.);
b) umělé (antropogenní), tedy takové, které za svůj vznik vděčí lidské práci nebo vedlejším produktům práce (například podniky, stroje).
V rámci naší planety byly téměř všechny přírodní systémy vystaveny lidskému vlivu. Protože se lidstvo jen ve velmi malé míře naučilo přírodním zákonům, jeho aktivity se dostávají do stále většího konfliktu s přírodou. V důsledku toho vznikají ekologické krize, vyčerpávají se neefektivně využívané zdroje, znečišťuje se životní prostředí a zhoršují se podmínky pro existenci člověka jako biologické, kmenové bytosti.
Umělé, tedy antropogenní systémy lze zase rozdělit podle konkrétního obsahu např. na systémy: technické; technologický; informační; sociální; ekonomické nebo jiné.
Podle povahy chování systémy mohou být:
– podařilo se – systémy, které se vyznačují cílevědomým chováním;
– neovladatelný e – systémy, které nemají cílené chování
Podle objektivity existence systému může být:
– materiál (existující objektivně, tedy nezávisle na lidském vědomí);
– ideál, tedy „konstruované“ v lidské mysli ve formě hypotéz, obrazů, představ. V druhém případě se mohou objevit ve formě systémů – vzorců, rovnic, symbolických diagramů, hudebních a vizuálních obrazů atd.
Systémy se liší stupněm propojení s okolím a mohou být: otevřené; relativně izolovaný; ZAVŘENO; izolovaný.
Přísně vzato neexistují žádné uzavřené nebo izolované systémy a zároveň je každý systém alespoň relativně samostatný.
V závislosti na čase systémy se rozlišují:
а ) statické, jehož parametry nejsou závislé na čase;
b) dynamický – jejich parametry souvisejí s časem, nebo, jak se říká, jsou funkcí času.
Podle podmíněnosti akce systémy jsou:
) deterministický a – výsledek lze přesně určit
b) pravděpodobnostní – systémy, u kterých lze výsledky pouze predikovat Příkladem pravděpodobnostních systémů je školní třída, skupina žáků, kteří přicházejí studovat – pokaždé může být počet žáků jiný, stejně jako jejich složení.
Příkladem klasifikace systémů podle složitosti je klasifikace navržená Bouldingem (tabulka 1).
Klasifikace systémů podle Bouldinga
| Typ systému | Úroveň obtížnosti | příklad |
| Neživé systémy | Statické konstrukce | Krystal |
| Jednoduché dynamické struktury s daným zákonem chování | Hodinový strojek | |
| Živé systémy | Otevřené systémy se samozáchovnou strukturou | Buňky |
| Živé organismy s nízkou schopností vnímat informace | rostliny | |
| Živé organismy s vyvinutější schopností vnímat informace, ale neuvědomující si sebe | Zvířata | |
| Systémy charakterizované sebeuvědoměním, myšlením | lidé | |
| Sociální systémy | Společenské organizace |
| otevřený relativně izolovaný uzavřený izolovaný |
Rýže. 1. Klasifikace systémů
Při studiu procesů probíhajících ve společnosti, a to i v oblasti ekonomiky, je použití konceptu velkých systémů velmi efektivní. Nemusí mezi nimi nutně být velké množství prvků nebo spojení. Je třeba poznamenat, z kognitivního hlediska, hluboké, zásadní rozdíly mezi systémy a velkými systémy; Tyto rozdíly jsou především kvalitativní povahy.
Velké systémy (LS) – Jedná se o systémy, které mohou být reprezentovány množinou subsystémů stále klesající úrovně složitosti až po elementární subsystémy, které plní základní elementární funkce v rámci daného velkého systému.
Proces reprezentace BS ve formě hierarchie subsystémů se nazývá rozklad.
Příkladem dekompozice podnikového systému je znázornění národního hospodářství (národního hospodářství země) jako souboru subsystémů – odvětví, sdružení, podniky, dílny, sekce, zaměstnání. Základním subsystémem je individuální pracovník na pracovišti. Kromě toho může být národní hospodářství reprezentováno souborem regionálních ekonomik; regiony s různou úrovní rozvoje; s hraničními zónami; s různou úrovní příjmu na hlavu atd.
Provedením rozkladu BS podle zadaného pravidla (obr. 2) jej můžeme reprezentovat jako soubor subsystémů první úrovně – posloupnost 1, 2, 3. M subsystémů. V budoucnu budeme jako příklad na každé následující úrovni prezentovat výsledky rozdělení pouze jednoho ze subsystémů. Na druhé úrovni jsou výsledky dělení subsystému 2 subsystémy nižší úrovně – 2.1, 2.2 atd., až po subsystém 2.K. Na třetí úrovni jsou uvedeny výsledky rozdělení pouze subsystému 2.2 – jedná se o subsystémy 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 atd. až po subsystémy 2.2.N. A konečně na páté úrovni jsou uvedeny subsystémy 2.2.2.2.1, 2.2.2.2.2 atd. až po subsystémy 2.2.2.2.R.
Rýže. 2. Rozklad velkého systému
Nejdůležitější vlastností BS je, že v nich je jakýkoli subsystém velký ve vztahu k subsystémům nižší úrovně, ale není tomu tak ve vztahu k subsystémům vyšší úrovně. Odvětví ve vztahu k podniku je tedy velký systém, ale je to subsystém (subsystém) ve vztahu k národnímu hospodářství.
Známky velkých systémů:
· přítomnost subsystémů, které mají svůj vlastní účel, podřízený účelu systému;
· přítomnost velkého počtu různých spojení mezi subsystémy;
· přítomnost prvků sebeorganizace v systému;
· účast na funkčním systému lidí, strojů a přírodního prostředí (otevřenost systému);
· potíže s popisem systému.