مفاهیم و قواعد سیستمی

1. مفاهیم و قواعد سیستمی مفاهیم سیستمی ؟؟؟؟ ؟؟؟؟ امین وحیدی

2. تاریخچه واژه

3. تاریخچه واژه • واژه سیستم که در این جا مد نظر ماست به افلاطون، ارسطو و اقلیدس برمی گردد. که به معنای کل، جمعیت یا اتحاد به کار گرفته می شد. • این واژه از sunìstemiبه معنای اتحاد، کنار هم گذاشتن گرفته شده است. • این واژه در قرن 19 اولین بار مفهوم «سیستم» در علوم طبیعی توسط سعدی کارنو دانشمند فیزیکدان فرانسوی که به مطالعات ترمودینامیک می پرداخت، به کار گرفته شد. • در سال 1824 او به بررسی اجزای سیستم انجام کار ،خصوصا بخار آب در نسبت با بقیه اجزا در یک موتور بخار پرداخت. • در سال 1850 فیزیکدان آلمانی کلاسیوس این دیدگاه را گسترش داد تا مفهوم احاطه را به مفهوم سیستم بیافزاید.

4. تاریخچه واژه (ادامه) • در قرن 20 با کارهای برتالانفی دانشمند زیست شناس، تئوری سیستم های عمومی مطرح شد. • در سال 1945 او مدل ها، قواعد و قوانینی که برای سیستم های عمومی قابل استفاده بود را مطرح کرد. • گسترش های اساسی به مفهوم سیستم توسط نوبرت وینر و راس اشبی با کاربرد قواعد ریاضی در این حوزه ایجاد شد. • در سال 1980 واژه سیستم تطابق پذیر پیچیده در موسسه سانتا فه توسط جان اچ هلند و موری گل-مان و دیگران مطرح شد.

5. مفاهیم سیستمی

6. مرز و محیط • تئوری سیستم دنیا را به عنوان سیستمی پیچیده از قسمت های به هم متصل می بیند. • ما حدود یک سیستم را با تعریف مرزهای آن می شناسیم. • در این مرحله تصمیم می گیریم چه متغیری درون و چه متغیری بیرون (دورن محیط) سیستم قرار می گیرد. • این مرحله برای مرحله مدل سازی برای درک بهتر سیستم و رفتار آینده آن حیاتی است. • این مدل نمایان گر ساختار و/یا رفتار سیستم است.

7. سیستم های طبیعی و مصنوعی • از لحاظ نظری سیستم ها یا دست ساز بشر هستند یا طبیعی هستند. • اما باید دقت کرد که از منظور از ساختن خلق کردن نیست بلکه بازآرایی و سامان دهی اجزای موجود است. • در عمل سیستم های طبیعی برای ما موضوعیت ندارد زیرا هر سیستمی که مد نظر ما قرار می گیرد به دنبال کسب مطالبات خود از آن هستیم. • کسب این مطالبات به واسطه مداخله در آن سیستم محقق می شود (این مداخله لزوما به تغییر نمی انجامد). • لذا هر سیستمی که مورد بررسی ماست شامل عامل ما هم می شود فلذا سیستمی مصنوعی تلقی می شود. • سیستم های طبیعی به صورت واضح هدف مشخصی ندارند. ولی هدف آن از خروجی آن تفسیر می شود. • سیستم های مصنوعی با هدفی واضح ساخته می شوند و خروجی واسطه تحقق هدف است. • اجزای این سیستم باید با هم و در یک الگوی همگرا در راستای هدف کار کنند وگرنه دو یا چند سیستم مجزا محسوب می شوند.

8. چارچوب تئوریک • سیستم باز با محیط خود ماده، انرژی و اطلاعات مبادله می کند. • اگر سیستمی با محیط تبادل ماده نداشته ولی تبادل انرژی و یا اطلاعات داشته باشد بسته محسوب می شود. • با این تعریف کره زمین یک سیستم بسته تلقی می شود. • سیستمی که با محیط نه تبادل ماده و نه تبادل انرژی و اطلاعات داشته باشد سیستم منزوی نامیده می شود. • در عمل هیچ سیستم منزوی وجود ندارد چون همیشه ارتباطی بین عوامل درون و بیرون وجود دارد. • به صورت فلسفی نیز چون هیچ موجودی به صورت مجرد وجودی ندارد هیچ چیز به خودش تعریف نمی شود. • لذا هدف سیستم ها در نسبت با «غیر از سیستم» (محیط) تعریف می شود. • بنابراین داشتن ارتباط با محیط اساسا وجود دارد. پس سیستم ها همگی غیر منزوی هستند. • اما با اغماض و صرف نظر کردن از عوامل غیرمادی - جهت ساده سازی - تعداد معدودی از سیستم ها را می توان منزوی تلقی کرد. • البته برخی معتقدند که کل عالم مادی یک سیستم منزوی است. اما ادعای ایشان با به میان آمدن اثر عوامل غیرمادی بر عالم ماده (مانند اثر اطلاعاتی) رد می شود. از این بالاتر هیچ موجودی نیست که وابسته به وجود مطلق نباشد.

9. فرآیند و فرآیند انتقال • سیستم را می توان به عنوان مجموعی از فرآیند انتقالی محدود که ورودی ها را به خروجی ها تبدیل می کند دید. • ورودی ها مورد فراوری قرار می گیرند تا خروجی ها تولید شوند. • ورودی و خروجی معنای گسترده ای دارد و لزوما معنای مادی نیست. • عمدتا ورودی و خروجی یک سیستم از جنس ماده، انرژی و اطلاعات است. • به عنوان مثال در یک اتومبیل ورودی سیستم می تواند سوخت ، مسافر و ... باشد و خروجی سیستم مسافر منتقل شده به مقصد باشد. • ورودی یک سیستم اطلاعاتی اطلاعات فراوری نشده، انرژی کاربر، سخت افزار مورد استفاده و... و خروجی آن اطلاعات مطلوب است. • البته در سیستم های کنترلی ورودی آنتروپی یا بی نظمی و خروجی آنتروپی کنترل شده و یا نظم است. (برای توضیحات بیشتر به مدل سیستم زینده در فصول بعدی مراجعه کنید.)

10. زیرسیستم • یک زیر سیستم مجموعه ای از اجزاست که خودش می تواند به عنوان یک سیستم و جزیی از سیستم بزرگتر تلقی شود. • به عنوان مثال در بدن انسان همه اجزا در پی حفظ حیات انسان هستند. • اما زیرسیستم های مختلفی با کارکردهایی متفاوت در راستای تحقق حیات انسان (هدف سیستم اصلی) در بدن وجود دارد. • مانند سیستم عصبی، گردش خون، هضم غذا، پوشش بیرونی و ... وجود دارد. • دقت کنید که این که چه زیرسیستم هایی در یک سیستم شناسایی شود به نحوه تعریف هدف وابسته است. • به عنوان مثال اگر هدف انسان را نطق (تعقل) در نظر بگیریم زیرسیستم های یک انسان را مغز، دل، روح و ... می توان دانست.

11. مدل سیستم • سیستم ها را می توان از دیدگاه های مختلف دید. • برای سیستم های مصنوعی معمولا دیدگاه برنامه ریزی، تحلیل، طراحی، به کارگیری، توسعه، ساختار، رفتار، داده ورودی، داده خروجی و ... وجود دارد. • مدلی از یک سیستم به این منظور به کار می رود که سیستم را از دیدگاه مورد نظر شرح دهیم. • در مدل سازی استعاره به کار گرفته شده برای سیستم بسیار اهمیت دارد. • به عنوان مثال کسی که یک سازمان را به عنوان یک ماشین می بیند و کسی که آن را به مثابه یک مغز می بیند مدل های متفاوتی ایجاد می کنند. • اولی رفتار سازمان را با متدولوژی های سیستمی سخت مانند رگرسیون و دومی با متدولوژی سیستمی نرم مانند سیستم های سایبرنتیک مدل می کند.

12. کارکرد های سیستم • از دیدگاه کارکردی عناصر تشکیل‌دهنده سیستم به دو بخش اصلی قابل تقسیم هستند: • هسته اصلی شامل عناصر اجراکننده ماموریت و هدف. به عبارت دیگر اجزایی که به طور مستقیم درگیر تحقق هدف هستند. • عوامل و امکانات پشتیبانی، شامل وسایل و امکانات بررسی و... که هسته اصلی را در انجام هدف یاری می دهد. به عبارت دیگر اجزایی که به طور غیرمستقیم در راستای تحقق هدف فعالیت می کنند.

13. خصوصیات سیستم ها • همان طور که در فصل قبل گفته شد، سیستم «مجموعه ای از اجزاست که در راستای تحقق هدف با هم ارتباط معنادار دارند». • غالب سیستم ها خصوصیات رایج زیر را دارند: • سیستم دارای ساختاری است که با اجزا (components/elements) و ترکیب آن ها تعریف می شود. • سیستم دارای رفتاری است که شامل ورودی، فرآیند و خروجی ای شامل ماده (material)، انرژی (energy)، اطلاعات (information) یا داده (data) است. • سیستم دارای اتصالات متقابل است. قسمت های مختلف یک سیستم دارای ارتباطات کارکردی و ساختاری با یکدیگر هستند. • سیستم دارای کارکردها یا گروه هایی از کارکردهاست. توضیح کارکرد در قسمت تمایز در ویژگی های رویکرد سیستمیدر فصل قبل آورده شده است.

14. معماری سیستم • معماری سازمانی از یک مدل یکپارچه برای شرح چندین دیدگاه از یک سیستم استفاده می شود. • این دیدگاه ها معمولا عبارتند از همان مسائل مربوط به سیستم های مصنوعی که در گذشته مطرح شد. • معمولا طراحی سیستمی را جزیی از معماری سیستمی می دانند.

15. اجزای سیستم • مواردی که در ادامه آورده می شود اجزای یک سیستم به بیان سیستم های اطلاعاتی است: • ورودی و خروجی • پردازشگر: عامل انجام فرآیند انتقال • کنترل: نتیجه مداخله و مجموع همه پردازش ها در راستای تحقق هدف • محیط • بازخورد: نزدیک شدن به (بازخورد منفی) و یا دور نشدن از (بازخورد مثبت) هدف • مرز: واسط بین محیط و سیستم

16. انواع سیستم ها • انواع دسته بندی سیستم ها: • سیستم های فیزیکی (عینی) یا مجرد (ذهنی) • سیستم های باز یا بسته • سیستم های طبیعی یا مصنوعی • سیستم های فیزیکی شامل موجودیت های قابل لمس است. مانند بدن انسان. • سیستم های ذهنی در مقابل شامل عناصری غیر قابل لمس هستند. مانند سیستم های مدیریت دانش. • سیستم های باز دارای ارتباط با محیط و به دنبال تطابق با تغییرات محیطی برای باقی ماندن در محیط است. • سیستم منزوی با محیط ارتباط ندارد و به دنبال تطابق با محیط نیست. یعنی به عبارت دیگر بقای آن مجرد از محیط تعریف می شود. که در عمل یافتن چنین سیستمی ممکن نیست.

17. کاربردهای مفاهیم سیستمی

18. در علم اطلاعات و کامپیوتر در این علوم سیستم، یک سیستم نرم افزاری است که شامل عناصری سخت افزاری و نرم افزاری است که ساختار آن را تشکیل می دهند. بین این اجزا میان پردازش هایی وجود دارد که رفتار سیستم را ناشی می شود. معمولا ورودی در این سیستم ها داده ها هستند و خروجی آن ها اطلاعات است. چون هدف این سیستم ها پردازش اطلاعات است جز اساسی آن ها غیرفیزیکی است. پردازشی که در این سیستم ها رخ می دهد به همین دلیل قابل لمس نیست. سیستم های مطرح شده در حوزه هایی مانند «سیستم های اطلاعاتی مدیریت» (MIS)، هوش مصنوعی و ... از این دست سیستم ها به شمار می آیند.

19. در مهندسی و فیزیک • در مهندسی و فیزیک، سیستمی فیزیکی جزیی از جهان است که مورد مطالعه قرار می گیرد. • در علوم مهندسی معمولا به اجزای یک پروژه پیچیده که با هم مرتبط هستند سیستم اطلاق می شود. • مهندسی سیستم شاخه ای از مهندسی است که به نحوه برنامه ریزی، طراحی، به کارگیری، ساخت و نگهداری این سیستم ها می پردازد. • دقت کنید که مهدسی سیستم به منظور طراحی سیستم های مهندسی و با دید فنی و استعاره ماشینی از سیستم (روابط خطی، خشک و دقیق و غیرمنعطف) ایجاد شده است لذا در دسته تفکر سیستمی سخت قرار می گیرد. • بنابراین به کار بردن این متدولوژی برای سیستم های اجتماعی و اقتصادی تحلیل هایی نامعتبر به ما خواهد داد.

20. در علوم اجتماعی و شناختی و تحقیقات مدیریت • علوم اجتماعی و شناختی به دنبال شناخت انسان و جایگاه آن در جوامع انسانی است. • شامل پردازش های ذهنی انسان و کارکرد های مغز می شود. • به دنبال یافتن الکوهای رفتاری انسان در جامعه و محیط فرهنگی است. • در علم مدیریت، تحقیق در عملیات، و توسعه سازمانی، سازمان های انسانی به عنوان سیستمی (سیستمی مفهومی و نه لزوما فیزیکی) از اجزای به هم مرتبط دیده می شود که شامل فرآیندهای تجاری ((business processesرفتار سازمانی (organizational behaviors) و ساختار سازمانی، سازمان مذکور می شوند. • داشتن تفکر سیستمی در سازمان ها بر یافتن تبعات تصمیمات در سازمان ها تمرکز دارد. • البته افرادی با توجه به پارادایم ها و استعارات ذهنی خود سازمان ها را به مثابه سیستم های مختلفی در نظر گرفته اند. • به عنوان مثال سازمان را به عنوان یک سیستم کوانتومی، یک سیستم آشوب ناک (همانند پدیده های جوی)، مغز یک انسان و .. در نظر می گیرند. • یکی از دیدگاه های جدیدی که در این راستا مطرح شده است سازمان را به عنوان یک سیستم «خود-سازمان» (Self-Organize) در نظر می گیرد. • به این معنا که قوانین و ساختاری در سیستم وجود داشته باشد که سیستم هر چه خودکارتر به نظم و سازمان مندی مورد نظر برسد.

21. تفکر استراتژیک • در سال 1988 استراتژیست نظامی، جان واردن مدل پنج حلقوی خود را در کتاب «مبارزه هوایی» منتشر کرد. • به این معنا که هر سیستم پیچیده می تواند به پنج حلقه اصلی تقسیم شود. • این حلقه ها عبارتند از رهبری، فرآیند ها، زیرساخت ها، جمعیت و واحدهای فعالیتی. • این مدل به صورت موفق در نیروی هوایی در طی جنگ اول عراق و آمریکا به کار گرفته شد. • در اواخر دهه 90 میلادی او این مدل را برای اتخاذ استراتژی تجاری به کار گرفت. • اخیرا دانشمندان حوزه استراتژی اذعان کرده اند که داشتن تفکر استراتژیک بستری می خواهد که آن داشتن تفکر سیستمی است. (تا بتوان به خوبی تبعات استراتژی به عنوان یک تصمیم را درک کرد) • در مرحله پیاده سازی نیز وجود سیستمی هماهنگ است که ضامن اجرای موفق استراتژی خواهد بود وگرنه اجزا سیستم هر یک واکنشی کنترل نشده به استراتژی نشان خواهند داد. • آخرین مکتب استراتژی نیز مکتب مینتزبرگ است که بر آزادی عمل و ظهور غیرعامدانه استراتژی تاکید دارد که مشابه سیستم های آشوب ناک است.

22. برخی مفاهیم و قواعد پیچیده سیستمی

23. مطابق (Adaptive) با محیط • سیستم ها برای بقای خود باید بتواند در محیط باقی بماند و به خوبی به محیط و تغییرات آن پاسخ گو باشد. • دگر نوع سازی (Allopoiesis) • فرآیندی که سیستم چیزی به غیر از نوع خودش می سازد. مثل خط تولید ماشین. • کسب پایداری (Allostasis) • فرآیند کسب پایداری از طریق تغییرات درونی. مثل حفظ دمای بدن هنگام فعالیت • خود سازی (Autopoiesis) • فرآیند بازسازی خود از طریق بازتولید اجزای خود و روابط میان آن ها. • یک سیستم خودساز خود را تجدید، بازتولید و تکرار می کند از طریق جریانی از ماده و انرژی. • داشتن ویژگی خود سازی یکی از ویژگی های اساسی سیستم های زنده و زیستی است. • به عنوان مثال سیستم بدن انسان، سیستم جوامع موجودات زنده، سیستم های اکولوژیک. • این ویژگی از آن جهت اهمیت دارد که هر سیستمی که بخواهد در طول زمان بقا داشته باشد باید توان خودسازی و اجزا و روابط لازم را دارا باشد.

24. جعبه سیاه (Black box) • سیستمی را که کاری به دورن آن نداشته باشیم و فقط ورودی و خروجی آن را ببینیم جعبه سیاه گویند. • جعبه سفید(White box) • سیستمی را که علاوه بر ورودی و خروجی ها ساختار و رفتار درونی آن را هم ببنیم جعبه سفید گویند. • شکست آبشاری (Cascading failure) • اگر شکست یک جز در سیستم سبب بروز شکست در جز بعدی گرددشکست آبشاری رخ می دهد. • به عنوان مثال در یک خط تولید ساد اگر یکی از ماشین ها از کار بیافتد ماشین های بعدی نیز قادر به کار نخواهند بود.

25. پیچیدگی (Complexity) • به در هم تنیدگی تعداد زیاد اجزا و روابط یک سیستم در سطوح مختلف و درهم نشینی ها پیچیدگی گفته می شود. • این مفهوم با واژه پیچیدگی به معنای دشواری فهم (complicatedness) نباید خلط گردد. • ممکن است سیستمی پیچیده نباشد اما فهم آن دشوار باشد. • یادگیری (learning) • به فهم بیشتر از یک پدیده توسط اجزای سیستمو کسب دانش بالاتر یادگیری گفته می شود. • فرهنگ (Culture) • به یادگیری فردی و یا گروهی از افراد که سبب تمایز آن ها با سایرین می شود فرهنگ گفته می شود.

26. توسعه (Development) • فرآیند رهایی یک سیستم از وضعیت فعلی و رساندن آن به وضعیت جدید توسعه اطلاق می شود. • ساختار پراکنده (Dissipative structure) • به ساختاری که رفتاری خارج از قواعد حاکم بر خود را ارائه دهد ساختار پراکنده گویند. • در هم نشینی (Embeddedness) • به قرار گیری یک سیستم در سیستم دیگر را درهم نشینی گویند. • ظهور (Emergence) • بروز خاصیتی نو که با وجود جداگانه تک تک اجزا رخ ندهد و در جمع کلی آن ها ایجاد شود را ظهور گویند. • سینتروپی (negentropy یا negative entropy یا syntropy) • آنتروپی است که از یک سیستم زنده دفع می شود تا سطح آنتروپی خود را پایین نگه دارد. به عنوان مثال اجزای مورد اغماز در مدل سازی سینتروپی هستند.

27. خود پایداری (Homeostasis) • حفظ حالت فعلی با تغییرات درونی و یا بیرونی. تنظیم دمای بدن در گرما و سرما. • Enantiostasis • حفظ پایداری در صورت که محیط ناپایدار باشد. • گرفتاری (Entanglement) • وضعتی که وجود یا شکل یا رفتار یک سیستم به یک سیستم دیگر گره خورده باشد. • آنتروپی (Entropy) • تمایل به بی نظمی

28. تکامل (Evolution) • تمایل به پیچیدگی ساختاری بیشتر و هماهنگی و کارایی بیشتر در محیط. • سیستم های تکاملی (Evolutionary Systems) • سیستم هایی که توان پاسخ گویی به نیازهای آینده را داشته باشند. • سلسله مراتب (Hierarchy) • ارتباط بالا به پایین و رئیس و مرئوس بین اجزای سیستم. مانند یک ساختار سازمانی. • غیر سلسله مراتبی (Heterarchy) • به حالتی که هیچ جزیی بر دیگری به صورت دائم تفوق و ریاست نداشته باشد گفته می شود. این ویژگی توسط وارن مک کولو که یک روان شناس بود ارائه شد و در سایبرنتیک به کار گرفته شد.

29. خود پایداری در یک خط سیر (Homeorhesis) • حفظ یک خط سیر (نه یک حالت) در طول زمان که در سیستم های دینامیک که معنا پیدا می کند. به عنوان مثال یک ماهواره که در یک مدار معین گردش می کند. • شبه اسقرار (Metastability) • توان باقی ماندن سیستم در یک وضعیت ناپایدار برای دوره ای از زمان.

30. خود-سازمانی (Self-organization) • تکامل و سازمان یابی یک سیستم بدون دخالت عوامل خارج از سیستم. • حالت ثابت (Steady state) • وضعیتی از سیستم که در آینده نیز به همین منوال ادامه داشته باشد. • پایداری (Sustainability) • حفظ تمام کارکردهای سیستم در طی زمان. به عبارت دیگر مناسب بودن وضعیت فعلی در کنار حفظ تمام اجزا، ویژگی ها و کارکردها در آینده. • هم افزایی (Synergy) • بیشتر بودن حاصل سیستم از مجموع تک تک اجزا به صورت مجزا.