Misija, definicija i osobine sistema

UNIVERZITET U SARAJEVUFakultet za saobraćaj i komunikacije

Odsjek: Saobraćaj

Predmet: Logistički sistemi

Misija, definicija i osobine sistema ---seminarski rad---

Predmetni nastavnik: Studenti, br.indexa:

V. prof. dr. Abidin Deljanin Anela Lavić, 6541

Lemana Korić, 6664

Amina Ćurovac, 6665

Sarajevo, mart 2013.god.

SADRŽAJ

Uvod 3

1.Opća teorija sistema 41.1. Definisanje pojma sistem 4

1.2. Struktura i osobine sistema 5

2. Klasifikacija sistema i njihove osnovne funkcije 10

2.1. Sistemi prema načinu nastanka10

2.2. Sistemi prema stepenu apstrakcije 10

2.3. Sistemi prema kriteriju otvorenosti i prema kriteriju orjentiranosti cilju 11

2.4. Sistemi prema promjenljivosti strukture i procesa 12

2.5. Sistemi prema determiniranosti ponašanja 12

2.6. Sistemi prema kriteriju stabilnosti 13

2.7. Sistemi prema kriteriju samostalnosti 14

2.8. Vrste sistema prema E. K. Bouldingu 16

3. Sistemsko inženjerstvo 183.1. Analiza sistema19

3.2. Životni ciklus sistema 20

3.3. Upravljanje sistemima 21

Zaključak 22

Bibliografija

Popis šema

Uvod

2

Prve ideje o sistemima nalaze se u djelima starogrčkih mislilaca koji su shvatili da u svjetu postoji neki red koji je razumljiv i kojim se može upravljati. Tada se pod sistemom podrazumjevalo: sve što je sastavljeno iz dijelova, neka cjelina uređena od raznovrsnih stvari ili saznanja, oblik uređenja i upravljanja državom, način rada i postupanja.

Pojam sustava ili sistema se čini svakom poznat i svako ima neku možda ne potpunu, ali ipak približnu predodžbu o tome šta je sistem, odnosno o tome šta za njega sistem nije. Međutim, ako se pomoću tog pojma želi nešto objasniti ili nešto riješiti javljaju se poteškoće i problemi, koji� proizlaze iz toga što mnogi o tom pojmu nisu dublje razmišljali i nisu razvili neko standardno i svima razumljivo shvaćanje tog pojma. U običnom govoru riječi sustav ili sistem su najčešće usko povezani sa pojmom reda ili poretka tj. nečega u čemu vlada nekakav red i neka sistematičnost.

U ovom seminarskom radu ćemo definisati pojam „sistem“, njegove osnovne karakteristike i elemente. Također ćemo izvršiti klasifikaciju sistema prema različitim kriterijima i objasniti njihovu osnovnu misiju.

Na kraju ćemo se osvrnuti na sistemsko inžinjerstvo, kao stručnu disciplinu koja proučava sisteme, njihovo projektovanje, implementaciju i održavanje.

1.Opća teorija sistema

3

1.1. Definisanje pojma sistem

Riječ sistem potiče od Aristotela koji je uočio da je sistem nešto više od „skupa dijelova“.Postoje mnogobroje definicije sistema sa dosta različitim terminološkim značenjima. Sistem je osnovni pojam teorije općih sistema. Svoje mišljenje o shvaćanju pojma sistem iznosili su stručnjaci različitih područja i prilazili mu s posebnih stajališta. Opća teorija sistema proistekla je iz potrebe razvoja posebnih naučnih disciplina kao što su : kibernetika, teorija informacija, teorija upravljanja, izgrađujući nov metodološki pristup u biologiji, ekonomiji i tehnici. U tim naukama prvi put se javljaju i definicije sistema, zbog čega su i neujednačene definicije pojma sistema .

Definicije sistema dijelimo u tri grupe : I grupa definicija – tu spadaju definicije koje određuju sistem kao klasu matematičkih

modela pomoću kojih se grade ideje dinamičkih pojava, II grupa definicija – je najbrojnija i nju karakterišu pojmovi kojima se definiše sistem

elemenata , veza ili cjelina, III grupu definicija – formiraju definicije koje se obrazuju pomoću stanja ulaz-izlaz ,

obrade informacija itd.

U naučnoj teoriji 20. vijeka sve češće se primjenjuje pojam sistematskog istraživanja kao posrednog naučnog , metodološkog pristupa . Sistematski pristup u osnovi akcenat daje analizi sveobuhvatnih integrativnih svojstava objekata. Krajem 40-tih i 50-tih godina ovoga vijeka ideja sistematskih pristupa i osnove za formiranje opšte teorije sistema, vezuje se za ime Ludviga Bertolantija . Prve njegove publikacije iz opšte teorije sistema javljaju se sa pojavom radova Noberta Vinera iz oblasti kibernetike .

Profesor doktor Bratoljub Klaić u svom djelu “Riječnik stranih riječi”, sistem kao pojam definiše: „ Sistem (grč.systema):

1. sustav, poredak, uvjetovan planskim, pravilnim raspoređajem dijelova u određenoj vezi (npr. strog sistem rada);

2. skup principa koji služe kao temelj neke nauke; 3. oblik društvene organizacije (npr. državni sistem); 4. skup dijelova, povezanih općom funkcijom (npr. živčani sistem); 5. oblik, način ustrojstva, organizacije nečega (npr. izborni sistem); 6. skup privrednih jedinica, ustanova, organizaciono ujedinjenih u jednu cjelinu; 7. uopće: sastav, cjelina, skup, zbor, uređenje, pravilnost, sklad, skladnost, raspoređenost,

sređenost, organiziranost, povezanost, svrsishodnost.“1

„Sistem ili sustav je jedinstveno uređenje dijelova u cjelinu; skup organski povezanih principa koji tvore opći plan neke znanosti ili model istraživanja“2

1 “Rječnik stranih riječi”- K. Bratoljub, Nakladni zavod MH, Zagreb 1990.god., str.1234.2 „Opća enciklopedija“, Pojam-SISTEM ili SUSTAV, JLZ, Zagreb, 1981., poglavlje 7.

4

U Tehničkoj enciklopediji pod pojmom sistem navodi se sljedeće: "Sistem je skup elemenata povezanih vezama kojima djeluju jedan na drugi. Kako broj elemenata koji čine sistem može biti veoma velik, a broj njihovih mogućih veza raste eksponencijalno s brojem elemenata koji čine sistem, to su i broj i vrste ostvarivih sistema tako veliki da se svi mogući sistemi ni relativno malog broja elemenata, zbog ograničenosti vremena kojim se raspolaže, ne mogu ostvariti ni matematički opisati i istražiti, pa niti onda kada bi za to postojao odgovarajući matematički aparat. ... Valjanost sistema ocjenjuje se prema kriterijima: operativnosti, optimalnosti, ekonomičnosti, postojanosti, redundantnosti (zalihosti), veličini, centralizaciji, perifernosti i upravljivosti."3

U nastavku iznosimo nekoliko općih definicija pojma sistem vodećih stručnjaka teorije sistema i kibernetike:

L.W.Bertalanty: „Sistemi su skupine elemenata u međusobnom i uzajamnom djelovanju na koje se sistemski zakoni mogu primjeniti“

A.D.Hall i R.E. Fagen: „Sistem je skup objekata zajedno s odnosima između objekata i atributa tih objekata“

J. G. Klir: „Sistem (S) je općenito predstavljen izrazom S=(T,R), gdje je T skup „stvari“, a R skup relacija definiranih na T.“4

Za većinu definicija zajedničko je postojanje sljedeće tri osnovne kategorije: 1. postojanje skupa objekta (elemenata),

2. postojanje veza između objekata (skup veza),

3. funkcionisanje sistema.

U svakodnevnom govoru se vrlo često koristi riječ sistem, najčešće vezano za nešto u čemu vlada neka sistematičnost. Pojam sistem vezuje se za organizaciju, odnosno, nešto što je suprotno haosu.

1.2. Struktura i osobine sistema

Sistem je skup objekata (komponenti) i njihovih veza (međusobno povezanih objekata) koji čine cjelinu u svrhu postizanja nekog cilja. Objekti nekog sistema su povezani sa objektima van njegovih granica. Granice sistema definišu skup objekata koji se u tome sistemu trebaju posmatrati.

Neophodno je odrediti granice sistema, a koje izoluju posmatrane objekte od "okoline" sistema. Djelovanje okoline na sistem naziva se "ulaz", a djelovanje sistema na okolinu "izlaz" sistema. Objekti u sistemu se opisuju preko svojih osobina koje se nazivaju atributima (obilježja, svojstva).

Identifikacija i razgraničenje sistema od okoline provodi se prema pravilima sistemskog pristupa tako da u sistem pripada ono što je relevantno za postojanje i funkcionisanje sistema, odnosno

3 „Tehnička enciklopedija”, Pojam SUSTAV, JLZ, Zagreb, 1980., poglavlje 12.4 “Sustavsko inženjerstvo u transportu i komunikacijama”, Č.S.;B.I, FSK Sarajevo, Sarajevo, 2006., str.24

5

ima jaku međusobnu interakciju. Pogodno je razlikovati užu ili aktivnu okolinu s kojom sistem razmjenjuje inpute i outpute, od šire okoline koja nema izravnog uticaja.

„Sistem je na najvišoj razini općenitosti predstavljen izrazom:

S = (K, R, F)s,tgdje su: S - sistem K - komponente sistema R - relacije (interakcija komponenti) F - funkcija sistema s,t - prostorno – vremenski okvir promatranja.“5

Slika 1. Razgraničenje sistema i okoline

Dakle, sistem predstavlja određenu ili funkcijsku izolaciju jednog dijela iz cjeline. Dio cjeline koji nije obuhvaćen sistemom nazivamo okolinom sistema.

U usvojenoj definiciji sistema za osnovu je prihvaćen elemet kao osnovni pojam. Elementi sistema mogu da predstavljaju pojmove, objekte i subjekte. Elementi predstavljaju sastavne dijelove svakog sistema. Oni mogu sami da predstavljaju sistem tj. da se posmatraju kao podsistemi. Povezanost elemenata unutar sistema predstavlja strukturu sistema . Ta povezanost može da bude veoma različita tako da se nad nekim uočenim elementima može definisati više struktura.

5 “Sustavsko inženjerstvo u transportu i komunikacijama”, Č.S.;B.I, FSK Sarajevo, Sarajevo, 2006., str.12.

6

Struktura sistema nije samo raspored njegovih elemenata već se odnosi na otkrivanje osnovnih karakteristika sistema. Povezanost elemenata kao i sami elementi nisu fiksirani, već se veze menjaju. Elementi izlaze iz sistema, a novi mogu da ulaze .

„Iz ovoga možemo zaključiti da su osnovne karakteristike sistema :

1. Sistem ima (realne ili apstraktne) elemente2. sistem ima strukturu, odnosno veze i odnose elemenata3. sistem ima funkciju, odnosno svrhu postojanja u datoj okolini.“6

Prema osnovnim karakteristikama sistema, kao primjer kompleksnog integriranog sistema možemo navesti javni gradski prijevoz kojeg čine brojni elementi (putnici, vozila, stajališta, itd.) u složenim interakcijama. Strukturu sistema čini način povezivanja elemenata koji može biti određen voznim redom, „na zahtjev“, itd. Funkcija sistema je omogućiti kvalitetan i racionalan prijevoz putnika na gradskom području.

Kao primjer apstraktnog sistema možemo uzeti Zakon o sigurnosti prometa na cestama. Elementi ovog sistema su: naslov, poglavlja, članci, itd. Strukturu, tj. veze čine brojevi poglavlja i članaka, a funkcija sistema je pružanje informacija o pravima i obavezama učesnika u cestovnom prometu.

Vrlo često se u praksi i teoriji razmatraju input-output sistemi :

gdje je: S- input-output sistem X-input (ili ulazi) Y-output (ili izlazi) x- kartezijev produkt

Input-output sistem grafički se obično prikazuje pravougaonikom s ulazima i izlazima, uz prikaz strukture primjena stanja.

6 “Sustavsko inženjerstvo u transportu i komunikacijama”, Č.S.;B.I, FSK Sarajevo, Sarajevo, 2006., str.26

7

Slika 2. Shema input-output sistema

Kod modeliranja procesa uz inpute i outpute posebno se prikazuje upravljanje (control) i „mehanizmi“ i infrastruktura (mechanisms, enablers) koji omogućuju obavljanje procesa.

Slika 3. Prikaz procesa

Na osnovu analize oblika veza elemenata u sistemu mogu se razmotriti oblici ponašanja sistema . Sistem se razmatra kao cjelina , koja posjeduje određene osobine koje se razlikuju od osobina elemenata i ima sopstvene zakone ponašanja. Ponašanje sistema predstavlja promjenu stanja sistema u toku vremena. Stanje sistema predstavlja skup podataka koji daju informaciju o prošlosti i sadašnjosti sistema na čijoj osnovi možemo odrediti ili predvidjeti ponašanje sistema u budućnosti .

8

U sistem ulazi materija, enegija i informacija u nekom stanju koje se može smatrati kao polazno stanje sistema . U sistemu se kroz konačan niz promjena stanja formiraju novi oblici materije, energije i informacije sa nekim novim stanjem koji se kao izlazi iz sistema posmatraju kao konačno stanje. Niz promjena u sistemu od nekog početnog do konačnog stanja predstavlja proces. Pod procesom se podrazumjeva proizvoljna kvantitativana i kvalitativna promjena tokom vremena , tj. vremenska promjena u osobinama i količinama. Promjene možemo da posmatramo kao promjene pritiska i temperature u nekom reaktoru, promene temperature i pritiska u radnom prostoru, itd. Procesi mogu biti : mehanički, hemijski, toplotni, itd. Procese možemo podjeliti na različite načine, u zavisnosti od toga šta uzimamo za osnovu podjele .

Slika 4. Shema podjele procesa

Poseban značaj u praćenju stanja i ponašanja sistema imaju informacioni sistemi i to procesni informacioni sistemi. Procesni informacioni sistemi služe za vođenje procesa i zamjenjuju čovjeka ili mu pomažu gdje je to neophodno zbog njegovih određenih mogućnosti sa obzirom na brzinu odziva, količinu i tačnost prijema i obrade informacija.

Sa obzirom na složenu strukturu informacionog sistema razlikujemo spoljne i unutrašnje funkcije informacionog sistema. Spoljne funkcije određuju veze informacionog sistema i procesa tj. čovjeka kome taj sistem služi, a unutrašnje funkcije su vezane za prijem i obradu informacija o procesu sistema, nadzoru, upravljanju i regulaciji procesa itd.

9

2. Klasifikacija sistema i njihove osnovne funkcije

Misija predstavlja osnovnu funkciju sistema. Pod funkcijom sistema podrazumijevamo: svrhu postojanja sistema, ulogu koju sistem ima u svojoj okolini i način ostvarivanja svrhe i uloge sistema.Postoje rezličiti pristupi razvrstavanju sistema na različite vrste ili podvrste na osnovu karakteristika sistema, odnosno prema naravi njihova ponašanja, veza ili elemenata.Za opća teorijska razmatranja nisu od interesa podjele zasnovane na specifičnim svojstvima ili području djelovanja (npr. proizvodni, trgovački, turistički, servisni, itd.) nego one zasnovane na sistemskim svojstvima zajedničkim za sva područja.

Sa sistemskog gledališta sistemi se dijele u klase prema određenim kriterijima klasifikacije i to prema:

1. načinu nastanka2. stepenu apstrakcije3. otvorenosti4. orjentiranosti cilju5. promjenljivosti strukture i procesa6. složenosti7. determiniranosti ponašanja8. stabilnosti.7

2.1. Sistemi prema načinu nastanka

Prema načinu nastanka razlikujemo: prirodne sisteme umjetne sisteme

Prirodni sistemi djelo su prirode i funkcioniraju bez svjesnog djelovanja ljudi.Umjetne sisteme je stvorio čovjek svojim smislenim djelovanjem (npr. cestovna mreža, stol, olovka, itd.). Prirodni sistemi nastaju pod uticajem prirodnih zakona. Ako uzmemo npr. biološke sisteme, onda je sigurno jedan od osnovnih ciljeva ovih sistema: opstanak, razvoj i razmnožavanje. Proces ostvarivanja ovih ciljeva je određen prirodnim zakonima koji se ogledaju u adaptaciji sistema spoljašnjim uslovima. Proces spoznaje ciljeva i načina djelovanja sistema, usmjerenih na ostvarenje tih ciljeva, pomaže nam da svojim djelovanjem pospješimo realizaciju ovih ciljeva, ili utičemo na izmjenu ciljeva u zavisnosti od vrste sistema. Što se tiče umjetnih sistema, tj. sistema koje je stvorio čovjek, onda se problem ciljeva ovih sistema rješava na drugi način - ciljeve umjetnih sistema određuje čovjek.

2.2. Sistemi prema stepenu apstrakcije

Prema stepenu apstrakcije razlikujemo: stvarne sisteme apstraktne sisteme


10

Stvarni sistemi sastoje se od konkretnih materijalnih i energijskih elemenata i neposredno se mogu opažati (npr. zgrade, biljke, automobili, itd.)Apstraktni sistemi su zamišljeni sistemi koji su rezultat logičkog razmišljanja, odnosno informacijskog procesiranja. Takvi sistemi su npr.:

sistemi brojeva i znakova sistemi šifara i kodova riječi, pjesme, romani, zakoni, pravila, crteži, slike matematičke i logičke jednadžbe izvještaji, naredbe, zabrane, obavijesti, itd.

Da bi apstraktni sistem bio vidljiv, prepoznatljiv i razumljiv on mora biti izražen prikladnim informatičkim sredstvima, odnosno prikazan preko nekog konkretnog sistema ili modela.Sredstva objave apstraktnog sistema ne utječu na njegova sistemska svojstva, ali utiču na njegovu okolinu.

Stvarni sistemi čine dio stvarnosti i struktura takvih sistemi može biti materijalne, energetske i informacijske prirode, a veze između njegovih elemenata mogu se uspostaviti samo u skladu s prirodnim zakonima, to su npr. živa bića, predmeti...Stvarne sisteme dijelimo na prirodne i umjetne, prirodni nastaju i funkcioniraju bez svjesnog utjecaja ljudi, umjetne stvaraju ljudi svjesno s određenom svrhom. Jedno od osnovnih temelja kibernetike je temeljni zakon promjena kojem su podložni svi stvarni sistemi (entropija - promjene u izoliranom sistemu uvijek teže iz stanja manje vjerojatnosti u stanje veće vjerojatnosti). Struktura apstraktnih sistema ne ovisi o prirodnim zakonima što daje mogućnost neograničene kreacije takvih sistema. Samo po sebi ne podliježu zakonu entropije, po prirodi su statički sistemi. Opća je pojava da broj čisto prirodnih sistema opada, a broj sistema na kojima se odražavaju posljedice ljudskog djelovanja neprestano raste.

2.3. Sistemi prema kriteriju otvorenosti i prema kriteriju orjentiranosti cilju

Prema kriteriju otvorenosti sistemi mogu biti: otvoreni sistemi zatvoreni sistemi

Otvoreni sistemi razmjenjuju materiju, energiju i informaciju s okolinom. Transport i komunikacije su pravi primjer otvorenih sistema.Potpuno zatvoreni sistemi su npr. hermetički izolirane posude u kojima se obavljaju hemijske reakcije ili drugi potpuno izolirani sistemi.

Prema kriteriju orjentiranosti cilju razlikujemo: ciljno orjentirani (teološki) sistem sistem koji nema cilj

Sistem javnog prijevoza, informacijski sistem, škola, tvornica itd. primjeri su teleoloških sistema, koji imaju jedan ili više ciljeva djelovanja.Planinski masiv, atom, itd. primjeri su sistema bez cilja.

11

Slika 5. Veze između klasa sistema prema dva kriterija

2.4. Sistemi prema promjenljivosti strukture i procesa

Prema kriteriju promjenljivosti strukture i procesa razlikujemo: statičke sisteme dinamičke sisteme.

Kod statičkih sistema tokom vremena ne dolazi do promjene strukture niti procesa. Treba razlikovati teoretske potpuno statičke sisteme od praktički statičkih kod kojih su promjene beznačajne u određenom vremenu promatranja. Npr. kuća, stol ili most su statički sistemi, no tokom vremena ipak dolazi do starenja materijala i promjena na njima.Statički sistemi su samo apstraktni sistemi jer kod njih do promjene može doći samo pod utjecajem nekog stvarnog sistema.

Dinamički sistemi mijenjaju se u vremenu, odnosno postoje promjene stanja i ponašanja koja mogu biti poželjna i nepoželjna. Poželjne i korisne su one promjene kojima se kvalitetno realizira funkcija sistema. Primjeri dinamičkih sistema su telefonska centrala, tramvajski prijevoz, elektromotor, itd. Svi stvarni sistemi su manje ili više dinamički jer su podložni prirodnim zakonima, a osnovni prirodni zakon je promjena.Poseban problem u proučavanju stvarnih sistema čini činjenica da su svi stvarni s sistemi barem malo dinamički, a naša sredstva njihovog proučavanja su statička. Zbog toga je naše shvaćanje realnosti vrlo često otežano i nepotpuno

2.5. Sistemi prema determiniranosti ponašanja

„Prema determiniranosti ponašanja razlikujemo: determinirane sisteme stohastičke sisteme nedeterminirane sisteme.“8

„Determinirani (određeni) sistem je takav sistem čije se ponašanje može točno predvidjeti. Mogućnost predviđanja ponašanja tih sistema temelji se na poznavanju njihove strukture,

8 Radošević, D.: Osnove teorije sustava, Nakladni zavod Matice hrvatske, Zagreb, 2001.

12

prethodnog ponašanja, procesa transformacije informacija, i sl.“9 U ovoj su skupini sistema svi mehanički i fizičko-hemijski sistemi (npr. elektroničko računalo i hemijski reaktor). Potpuno determiniranih sistema zapravo nema, jer bi njihovo postojanje proturječilo zakonu entropije. Pojam totalne određenosti (determiniranosti) označava strogu graničnu vrijednost kojoj se teži, ali se ne može postići.

„Stohastički (vjerojatni, probabilistički) sistem je takav sistem čije se ponašanje ne može točno predvidjeti, već se predviđa s određenom vjerojatnošću.Sasvim nedeterminiranih sistema nema, kao što nema ni sasvim određenih. Ovdje se također radi o graničnoj vrijednosti kojoj se realni sistem može približiti. Dosezanje te vrijednosti značilo bi negaciju samog sistema, jer bi to bilo stanje maksimalne entropije što je jednako haosu (a pojam haosa je suprotan pojmu sistem). Mjera nedeterminističkog sistem je veličina entropije.„10

Entropija predstavlja univerzalnu mjeru valjanosti sistema. Od dva sistema koji vrše istu funkciju bolji je i funkcionalniji onaj koji ima manju entropiju.

Svi organizacijski sistem su stohastički sistem, a među organizacijske se sistem ubrajaju poslovni sistem, na čija funkcioniranja utiču i oni čimbenici koji imaju obilježja slučajnosti – neizvjesnosti. Nedeterminirani sistem je onaj kod kojeg se uz poznavanje ulaza i karakteristika sistema ne može predvidjeti izlaz. Potpuno determinirani sistemi mogu biti samo apstraktni sistemi.

Primjer stohastičkog sistema: Paljenje džepne svjetiljke, gdje će svjetiljka npr.od 100 uključivanja prekidača zatajiti 5

puta. To je stohastički sistem koji može zauzeti dva stanja vjerovatnosti, prvo 95% i drugo 5%.

2.6. Sistemi prema kriteriju stabilnosti

Prema kriteriju stabilnosti razlikuju se: stabilni sistemi nestabilni sistemi

Stabilnost predstavlja karakteristiku ponašanja sistema koja se odnosi na stabilnost stanja (njegovu nepromjenljivost tokom vremena); stalnost nekog niza stanja kroz koje prolazi sistem, stabilni odaziv na ulazne promjene, stabilnost neke populacije na određenom prostoru, itd. Pojam stabilnosti je prisutan i u prometu, npr. nestabilnost sistema javnog prijevoza nastaje kada kašnjenja autobusa ili tramvaja dostižu vremenski interval između dva vozila na liniji.

Grafičko pojašnjenje stabilnosti sistema za tri karakteristična slučaja prikazano je na slici . Sistem a) je stabilan jer se vraća u ravnoteženo stanje; sistem b) je nestabilan jer pomjeranjem iz tačke R nema povratka u ravnotežu. Slučaj c) predstavlja ograničeno stabilni sistem gdje se podnosi određena razina odstupanja.

9 Radošević, D.: Osnove teorije sustava, Nakladni zavod Matice hrvatske, Zagreb, 2001.10 Radošević, D.: Osnove teorije sustava, Nakladni zavod Matice hrvatske, Zagreb, 2001.

13

Slika 6. Grafički prikaz stabilnog i nestabilnog ponašanja

2.7. Sistemi prema kriteriju samostalnosti

Prema kriteriju samostalnosti sistema razlikujemo sisteme kako je prikazano na slici 7. Sistemi bez svojstva samostalnosti su oni koji se ne mogu prilagođavati promjenama u okolini, tj. oni koji ne mogu prilagođavati svoju funkciju, strukturu i elemente promjenljivim uvjetima.Takvi sistemi u uvjetima vanjskih promjena funkcioniraju tako dugo dok te promjene ne prelaze granicu izdržljivosti sistema, nakon čega se kvare ili raspadaju. Tipični primjeri sistema bez svojstva samostalnosti su mnogi tehnički sistemi (npr. most).

Sistemi sa svojstvom samostalnosti su oni koji se mogu prilagođavati promjenama u okolini, tj. oni koji u promjenjenim uvjetima mogu opstati i funkcionirati.Karakteristika ovih sistema je tzv. vodeća ili razvojna funkcija, tj. jednačina koja definira stanja izlaza iz sistema u vremenu.

Vodeća funkcija - definira željena stanja sistema niže razine samostalnosti. Razvojna funkcija - definira željena stanja i zakon razvoja sistema više razine

samostalnosti.

14

Svojstvo samostalnosti nekog sistema je njegova sposobnost da se bez pomoći izvana, sam vrati na svoje ponašanje i funkcioniranje, prema svojoj razvojnoj ili vodećoj funkciji. Svojstvo samostalnosti imaju mnogi sistemi viših razina i njima se najviše bavi kibernetika.Potpuno samostalni sistemi ne postoje jer bi oni bili vječni. Obzirom na razinu samostalnosti razlikujemo:

samoregulirajuće sisteme samooptimirajuće sisteme i samoorganizirajuće sisteme.

Samoregulirajući sistemi čine najnižu razinu samostalnosti. To su sistemi koji u svom sastavu imaju jedan ili više regulatora i koji su u stanju otklanjati posljedice uticaja okoline i zadržati svoju funkciju, kako je to njihovom vodećom funkcijom predviđeno.Vodeća funkcija ovih sistema je vrlo jednostavna i izražava se jednim parametrom ili malobrojnim vektorom parametara. Primjer ovakvog sistema može biti električna pegla s ugrađenim termostatom

Samooptimirajući sistemi imaju znatno veću razinu samostalnosti u odnosu na samoregulirajuće sisteme. Bitna razlika između njih i i samoregulirajućih sistema je u tome što oni mogu birati svoju vodeću funkciju prema uvjetima održanja sistema. Njihova vodeća funkcija ustvari je skup mogućih vodećih funkcija tako da se, temeljem prikupljenih i obrađenih informacija s odgovarajućih elemenata sistema, pronalazi najbolje rješenje za nastalu promjenu. Primjeri samooptimirajućih sistema su: roboti, svemirske sonde i sl. Informatika daje veliki doprinos stvaranju i usavršavanju samooptimizirajućih sistema, jer svojim elementima omogućuje brži prijem i obradu informacija i bržu realizaciju akcija

Samoorganizirajući sistemi su na najvišoj poznatoj razini samostalnosti. Oni mogu mijenjati svoju vodeću funkciju, svoju strukturu i svoje elemente i povezivati se sa drugim sistemima u sisteme više razine. Najsloženiji sistemi te razine imaju svojstvo mijenjanja organizacije, svojstvo razvoja i svojstvo učenja.Posebna karakteristika ovih sistema na najvišoj razini samostalnosti je da oni teže punoći svoje funkcije, tj. funkcije predviđene njihovom razvojnom funkcijom, tj. njihova je prirodna težnja da svoje elemente i strukturu razvijaju tako da u promijenjenim uvjetima što bolje ostvaruju svoju cjelovitu funkciju. Primjerri ovakvih sistema mogu biti: biološki sistemi, ljudska zajednica, poslovni sistemi i dr.

Položaj ovih sistema je najstabilniji dok se nalaze na razini koja odgovara punoći njihove funkcije. Prisilno držanje sistema na međurazini znači kočenje prirodnog razvoja sistema i pretvaranje samoorganizirajućeg sistema u invalidni sistem. Kod projektiranja ili organizacije bilo kojeg samoorganizirajućeg sistema od presudne je važnosti da se dobro razmotri i definira njegova razvojna funkcija i da se na osnovu toga sistem realizira na odgovarajućoj sistemskoj razini.

15

Slika 7. Sistemi prema kriteriju samostalnosti

2.8. Vrste sistema prema E. K. Bouldingu

Keneth E. Boulding je poznati naučnik na području ekonomije, uz Bertalanffy-a jedan je od osnivača Društva za Opću teoriju sistema i jedan od klasika Teorije sistema. „Prema K. Bouldingu razvoj prirode i društva u smislu Teorije sistema odvija se kroz devet sistemskih razina:

1) Razina statističke strukture - na toj razini su sistemi čije ponašanje možemo odgonetnuti samo pažljivim promatranjem i statističkom analizom registriranih podataka.

2) Razina satnog mehanizma -na toj razini su jednostavni dinamički sistemi s determiniranim kretanjem, npr. planetarni sistem.

3) Razina termostata - sistemi na toj razini već imaju stanovito svojstvo samostalnosti tj. sposobnost održavanja stanja ravnoteže i svojstvo primanja i predaje informacija.

4) Razina biološke stanice - na toj razini se živi sistemi odvajaju od neživih. To su otvoreni i samoodržavajući sistemi, tj. sistemi koji već imaju neka svojstva organizacije, samoregeneracije i reprodukcije, tj. fenomen života.

5) Razina biljke - genetičkih zajednica - na toj razini već postoji podjela aktivnosti elemenata sistema, tj. različitih posebnih aktivnosti stanica koje imaju približno istu strukturu. Ovi sistemi imaju mogućnost širenja, rasta i evolucije.

16

6) Razina životinje -velikih zajednica - na toj razini sistemi imaju razvijene posebne elemente, organe za prijem i obradu informacija i postoji upravljanje postupcima.7) Razina čovjeka - ljudska razina - na toj razini sistem ima sva svojstva prethodnih razina ali i svojstvo samospoznaje. Čovjek svojim postupcima upravlja svjesno i na taj način može svjesno djelovati na svoju okolinu.

8) Razina ljudskih zajednica - ova razina je prema Bouldingu najviša do sada ostvarena sistemska razina. Sistemi na toj razini imaju u potpunosti svojstvo samoorganizacije, što znači da se mogu prilagođavati promjenama i izazivati promjene u svojoj okolini. Ti sistemi mogu birati svoje ciljeve i mijenjati svoju organizaciju i ponašanje.

9) Razina transcendentalnih sistema - to bi bila razina budućnosti, tj. determiniranih sistema, kada više nema nerješivih problema i kada su odgovori na sva pitanja poznati. Boulding smatra da će takva biti budućnost i da se je ona već počela ostvarivati.”11

Slika 8. Sistemske razine prema K.Bouldingu

Na osnovu prikazane klasifikacije može se zaključiti da Boulding pod pojmom sistem podrazumijeva samo stvarne sisteme, no u Teoriji sistema se taj pojam shvaća mnogo šire.

11 Internet - Boulding's Classification of Systems, www.panarchy.org/boulding/systems.1956.html

17

Transcedentni sistem

Ljudska zajednica

Čovjek

Životinja

Biljka

Biološka stanica

Termostat

Satni mehanizam

Statistička struktura

3. Sistemsko inženjerstvo

Sistemsko razmišljanje i sposobnost primjene pristupa, metoda i pomagala sistemskog inženjerstva čine jednu od ključnih kompetencija inženjera i magistara prometa. Počeci sistemskog inženjerstva sežu do polovine 20.st. i vezani su za velike i kompleksne vojne i svemirske programe te kasnije za softversko inženjerstvo. Sa daljim razvojem sistemskog inženjerstva na nova područja djelovanja, razvijaju se nove metode i pomagala.

“Sistemsko inženjerstvo nije zamjena za tradicionalne inženjerske discipline, pa je potrebno razlikovati problemsko područje gdje je učinkovito primjeniti sistemsko inženjerstvo. Kod tradicionalnog inžinjerskog analitičkog pristupa, problem se izdvaja iz njegova konteksta i dijeli se u manje dijelove, gdje se potom dio problema rješava i optimizira. Nakon toga se iz riješenih dijelova slaže ukupno rješenje. Takav “bottom-up” pristup, od uskog i specifičnog, prema općenitom, pogodan je za manje kompleksne i dobro definirane problem, gdje se primjenjuju poznate i razrađene procedure rješavanja.”12

Kada se radi o dosta složenim sistemima pogodniji je sistemski pristup, tj. pristup “top-down”, kod kojeg se problem posmatra na najvišoj poopćenoj razini, te se problem rješava od općenitog prema specifičnom. Veoma je bitno sagledavanje cjeline problema, kako ne bismo rješavali “pogrešan problem”.

Slika 9. Područja tradicionalnog inženjerstva i sistemskog inženjerstva

3.1. Analiza sistema


18

Analiza sistema vezana je za provedbu dizajniranja sistema, kontrolu i evaluacije sistema. Analiza sistema je metoda ili postupak analize, koji se temelji na sistemskom pristupu i izvedena je prema načelima teorije sistema.

Da bi smo vršili poređenje ponašanja jednog sa ponašanjem drugog sistema ili stanja datog sistema u različitim vremenskim periodima potrebno nam je stanje sistema. Stanje jednog sistema je odraz pojedinačnih elemenata u sistemu u određenim vremenskim periodima. Za analizu u sistemu, prikupljanje i korišćenje potrebnih informacija može se ostvariti na dva načina:

kada je nepoznata unutrašnja struktura elemenata ( iz određenih razloga nije moguće rastaviti sistem na elemente )

kada je broj elemenata sistema i njegovih veza veliki da je nemoguće uzeti sve u obzir .

Za rješavanje pitanja primjenjuje se eksperimentalna metoda i modeliranje. Eksperimentalni pristup u istraživanju složenih sistema je otežan jer složenost po pravilu onemogućuje sprovođenje eksperimenta, a eksperimenat sa elementima ne omogućuje dobijanje predstave o opštem stanju sistema te se najčešće primenjuje metod modeliranja. Metod predstavlja osnovu za određivanje metodologije izračunavanja ponašanja sistema. Konstruisanje modela podrazumjeva formiranje uslovnog odraza slike realnog sistema i izučavanje njegovog svojstva u cilju dobijanja informacija o realnom sistemu. Taj odraz predstavlja model. Modeliranje ponašanja sistema zasniva se na činjenici da se pod određenim uslovima može opaziti jednako ponašanje kod sistema bitno različitih po obliku, broju elemenata i fizičkoj prirodi procesa u njima .

U pravilu se analiza sistema realizira timskim radom, gdje se koriste postojeća znanja i razvijaju nove metode i pomagala primjereno problemu. Analiza sistema može se odnositi na ispitivanja ponašanja i poboljšanja postojećeg sistema ili na dizajniranje i razvoj novog sistema.

Analiza sistema počela se primjenjivati od početka drugog svjetskog rata i do danas je razvijeno veći broj metoda. Neke od tih metoda su:

metoda crne kutije metoda bijele kutije i metoda sive kutije strukturna sistemska analiza sistemska funkcionalna analiza metoda N2 karte.13

Metoda crne kutije koristi se za analizu sistema čiju unutrašnju strukturu ne poznajemo. Strukturna sistemska analiza se pojavljuje u mnogim metodama i alatima, koje se koriste u razvoju sistema prema procesno-orjentiranom pristupu. Sistemskom funkcionalnom analizom definišemo jednostavnije zadatke i funkcije sistema, koje bi trebale ostvariti temeljnu funkciju sistema. Metoda N2 karte u analizi razmatra vanjske ulaze i izlaze zajedno sa unutrašnjim ulazima i izlazima.

3.2. Životni ciklus sistema


19

Klasični inženjerski pristup je uglavnom bio orjentiran na inženjerski dizaj, konstrukciju, projektovanje i gradnju dobro definisanih tehničkih sistema i objekata. Posmatranje sistema kroz čitav njegov životni ciklus od početka razvoja do povlačenja i razgradnje motivirano je činjenicom da se ukupni troškovi sistema mnogo veći od troškova razvoja i proizvodnje.

“Životni ciklus sistema je način cjelovitnog promatranja sistema koji svoj “život” počinje jos u fazi identifikacije potreba i zahtjeva korisnika, te završava povlačenjem i razgradnjom sistema.”14

Slika 10. Životni ciklus i eksploatacijski vijek sistema

Sistemska istraživanja različitih životnih ciklusa sistema, dovela su do spoznaje tri primarne faze sistemskog inženjerstva koje su osnovi prisutne u svim modelima. Te faze su:

definisanje sistema razvoj sistema postavljanje i upotreba sistema.15

U fazi definisanja sistema razgraničuje se sistem od okoline, identificiraju potrebe i zahtjevi korisnika, te izrađuje odgovarajuća formalna specifikacija uz dokumentiranje.

14 “Sustavsko inženjerstvo u transportu i komunikacijama”, Č.S.;B.I, FSK Sarajevo, Sarajevo, 2006., str.4815 “Sustavsko inženjerstvo u transportu i komunikacijama”, Č.S.;B.I, FSK Sarajevo, Sarajevo, 2006., str.49

20

Slika 11. Tri primarne faze životnog ciklusa sistemskog inženjerstva

Razvoj sistema počinje zadanom početnom specifikacijom zahtjeva koja služi kao ulaz za kreiranje osnovnog koncepta i arhitekture sistema. Izlaz iz faze razvoja i gradnje sistema je isporuka razvijenog sistema korisniku. Faza postavljanja i upotrebe sistema počinje preuzimanjem sistema i završava povlačenjem sistema iz eksploatacije. Na slici 11. možemo vidjeti tri primarne faze životnog ciklusa sistemskog inžinjerstva, gdje su posebno naznačeni primarni i sekundarni informacijski tokovi, koji označavaju iterativnost procesa.

3.3. Upravljanje sistemima

Upravljanje složenim sistemima se sprovodi radi ostvarivanja zadatih ciljeva na osnovu prijema predavanja i prerade informacija koje služe kao osnova za preduzimanje odgovarajućih mjera u postupku upravljanja. Prirodni sistemi su nastali pod uticajem prirodnih zahtjeva bez učešća čovjeka. Ako uzmemo za primjer ove sisteme onda je jedan od osnovnih ciljeva ovih sistema obezbjeđenje optimalnih uslova za opstanak i za umnožavanje. Proces ostvarivanja ovih ciljeva je određen prirodnim zahtjevima i ogleda se u adaptaciji prema spoljnim uslovima, što se objašnjava stalnom evolucijom sistema. Kada su u pitanju umjetni sistemi tj. sistemi koje je stvorio čovjek , onda se problem zasniva na drugi način. Ciljeve umjetnih sistema određuje čovjek . Ako posmatramo preduzeće kao umjetni sistem onda cilj predstavlja ostvarivanje plana i programa.

Upravljanje je postupak preduzimanja određenih akcija tako da se sistem dovede u stanje ostvarivanja postavljenog cilja. To je u osnovi novo stanje koje se razlikuje od stanja u kojem bi se inače sistem našao u slučaju odsustva usmjerene akcije od strane subjekta upravljanja. Izvoz stanja sistema kojem dajemo određenu prednost u odnosu na ostala stanja predstavlja donošenje odluke. U postupku donošenja odluke primjenjuju se različiti modeli na osnovu kojih se dolazi do izvora prihvatljive alternative .

21

Zaključak

U prvom dijelu ovog rada definisali smo pojam sistem, kao i njegove osnovne karakteristike.

Sistem je skup objekata i njihovih veza koji čine cjelinu u svrhu postizanja nekog cilja. Objekti nekog sistema su povezani sa objektima van njegovih granica. Granice sistema definišu skup objekata koji se u tome sistemu trebaju posmatrati. Za većinu definicija sistema zajedničko je postojanje elemenata i veza između elemenata i funkcionisanje sistema, pa prema tome možemo zaključiti da svaki sistem ima :elemente, strukturu i svoju funkciju, odnosno svrhu postojanja u datoj okolini. Struktura sistema nije samo raspored njegovih elemenata već se odnosi na otkrivanje osnovnih karakteristika sistema.

U drugom dijelu rada smo izvršili klasifikaciju sistema.

Sa sistemskog gledišta sistemi se dijele prema: načinu nastanka, načinu nastanka, stepenu apstrakcije, otvorenosti, orjentiranosti cilju, promjenljivosti strukture i procesa, složenosti, determiniranosti ponašanja i stabilnosti. Također smo naveli klasifikaciju sistema prema naučniku E.K. Bouldingu, prema kojem se razvoj prirode i društva u smislu teorije sistema odvija kroz devet sistemskih razina, od statističke strukture do transcedentnih sistema.

Treći dio rada fokusiran je na sistemsko inženjerstvo i metode koje se koriste u sistemskom inženjerstvu.

Kada se radi o dosta složenim sistemima pogodniji je sistemski pristup, kod kojeg se problem posmatra na najvišoj poopćenoj razini, te se problem rješava od općenitog prema specifičnom. Analiza sistema počela se primjenjivati od početka drugog svjetskog rata i do danas je razvijeno veći broj metoda. Analiza sistema je metoda ili postupak analize, koji se temelji na sistemskom pristupu i izvedena je prema načelima teorije sistema. Životni ciklus predstavlja način posmatranja „života“ nekog sistema. Sistemska istraživanja različitih životnih ciklusa sistema, dovela su do spoznaje tri primarne faze sistemskog inženjerstva, a te faze su: definisanje sistema, razvoj sistema, postavljanje i upotreba sistema. Upravljanje sistemima se provodi radi postizanja zadatih ciljeva sistema, preduzimanjem određenih mjera.

22

Bibliografija

Knjige: D. Radošević: „ Osnove teorije sustava“, Nakladni zavod Matice hrvatske, Zagreb,

2001. S. Čaušević, I. Bošnjak: “Sustavsko inženjerstvo u transportu i komunikacijama”,

Fakultet za saobraćaj i komunikacije Sarajevo, Sarajevo, 2006. B. Klaić: “Rječnik stranih riječi”, Nakladni zavod Matice hrvatske, Zagreb, 1990. J. Šentija: „Opća enciklopedija“, Jugoslavenski leksikografski zavod, Zagreb, 1981. H. Požar: „Tehnička enciklopedija”, Jugoslavenski leksikografski zavod, Zagreb,

1980.

Internet:

Boulding's Classification of Systems - Vrste sistema prema Bouldingu, 02.03.2013.god., ( www.panarchy.org/boulding/ systems.1956.html)

Teorija sistema, 02.03.2013., (http://bs.wikipedia.org/wiki/Teorija_sistema) System theory, 02.03. 2013., (http://en.wikipedia.org/wiki/Systems_theory) Sistem, 03.03.2013., (http://bs.wikipedia.org/wiki/Sistem)

23

Popis slika

Slika 1. - Razgraničenje sistema i okolineSlika 2. - Shema input-output sistemaSlika 3. - Prikaz procesaSlika 4. - Shema podjele procesaSlika 5. - Veze između klasa sistema prema dva kriterijaSlika 6. - Grafički prikaz stabilnog i nestabilnog ponašanjaSlika 7. - Sistemi prema kriteriju samostalnostiSlika 8. - Sistemske razine prema K.BouldinguSlika 9. - Područja tradicionalnog inženjerstva i sistemskog inženjerstvaSlika 10. - Životni ciklus i eksploatacijski vijek sistemaSlika 11. - Tri primarne faze životnog ciklusa sistemskog inženjerstva

24

Documents

Misija, definicija i osobine sistema