podejście systemowe i co z niego wynika
DESCRIPTION
Podejście systemowe i co z niego wynika. Teoria systemów. aspiruje do całościowego tłumaczenia funkcjonowania organizmów żywych, społeczeństw i urządzeń/systemów sztucznych, z jednej strony czyni ją uniwersalną, z drugiej jest przedmiotem krytyki za jej zbytnią ogólność/abstrakcyjność - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Podejściesystemowe
i co z niego wynika
•aspiruje do całościowego tłumaczenia aspiruje do całościowego tłumaczenia funkcjonowania organizmów żywych, społeczeństw i funkcjonowania organizmów żywych, społeczeństw i urządzeń/systemów sztucznych,urządzeń/systemów sztucznych,•z jednej strony czyni ją uniwersalną, z drugiej jest z jednej strony czyni ją uniwersalną, z drugiej jest przedmiotem krytyki za jej zbytnią przedmiotem krytyki za jej zbytnią ogólność/abstrakcyjnośćogólność/abstrakcyjność•pomimo swoich uniwersalistycznych celów, jak do pomimo swoich uniwersalistycznych celów, jak do tej pory, nie istnieje jedna jednolita i ogólnie uznana tej pory, nie istnieje jedna jednolita i ogólnie uznana teoria systemówteoria systemów•wiele, mniej lub bardziej podobnych podejść do jej wiele, mniej lub bardziej podobnych podejść do jej generalizacji od filozofii na inżynierii kończącgeneralizacji od filozofii na inżynierii kończąc
Teoria systemówTeoria systemów
• Ludwig von Bertalantffy (twórca ogólnej teorii systemów) Ludwig von Bertalantffy (twórca ogólnej teorii systemów) N. Wiener , T. ParsonN. Wiener , T. Parson• Przejawia się w spojrzeniu na naturę rzeczywistości w Przejawia się w spojrzeniu na naturę rzeczywistości w metodologii jej badania a także w metodach oddziaływania na metodologii jej badania a także w metodach oddziaływania na taką rzeczywistośćtaką rzeczywistość• Istota - traktowanie badanych obiektów jako systemów Istota - traktowanie badanych obiektów jako systemów otwartych, inaczej zbiorów elementów powiązanych w taki otwartych, inaczej zbiorów elementów powiązanych w taki sposób, ze tworzą one nową całość, która wyróżnia się w sposób, ze tworzą one nową całość, która wyróżnia się w danym otoczeniudanym otoczeniu•Zwarta struktura posiadająca różnorodne wejścia oraz wyjściaZwarta struktura posiadająca różnorodne wejścia oraz wyjścia•Podsystem regulacji (zarządzania) oraz podsystem Podsystem regulacji (zarządzania) oraz podsystem wykonawczywykonawczy
Podejście systemowePodejście systemowe
System rzeczywisty
Model
Komputer
modelowanie
symulacja
System,
czyli na co należy zwracać uwagę podpatrując
rzeczywistość?
SystemSystem
zbiór obiektów (elementów) scharakteryzowanych przez atrybuty (cechy, własności)
samochód kierowcakolor
moc
zużycie paliwa
cena wiek
stan konta
temperament
Cechy systemuCechy systemu SystemSystem
- posiada podsystemy
- posiada linie graniczne
- istnieje w pewnym otoczeniu
Dział finansowy
Dział sprzedaży
Dział produkcji
Odbiorcy Dostawcy
UrządSkarbowy
Bank
Otoczenie - zbiór„okolic”, w których osadzony jest system
Otoczenie - zbiór„okolic”, w których osadzony jest system
Stan systemuStan systemu
Działanie systemuDziałanie systemu
SystemSystem
wartości atrybutów poszczególnych obiektów
systemu w czasie t
zmiana stanów sytemu w czasie - wzmocnienie- opóźnienie
Reakcja systemuReakcja systemu
charakterystyki zmiany wzmocnienia i opóźnienia w odpowiedzi na bodziec
Reakcja systemuReakcja systemuSystemSystem
impuls
Xt
t
Wzmocnienie
Opóźnienie
Reakcja systemuReakcja systemuSystemSystem
impuls
Xt
t
Stan równowagi
Stan równowagi
Proces przechodzeniado nowego stanu równowagi(system jest wstanie chwilowym)
Równowaga systemuniezmienność w czasie
pewnych charakterystyk systemu
Reakcja systemuReakcja systemuSystemSystem
impuls
Xt
t
Stan równowagi
Stan równowagi
Reakcja stabilna
Reakcja systemuReakcja systemuSystemSystem
impuls
Xt
t
Reakcja niestabilna
Opis systemu - warunki konieczneOpis systemu - warunki konieczne
1.1. Istnienie Istnienie obserwatoraobserwatora (badacza, analityka (badacza, analityka systemu), który tę całość (system) wyodrębnia. systemu), który tę całość (system) wyodrębnia.
2.2. Stosowanie przez obserwatora określonych Stosowanie przez obserwatora określonych kryteriówkryteriów pozwalających na wyodrębnianie pozwalających na wyodrębnianie elementów i sprzężeń systemu.elementów i sprzężeń systemu.
3.3. Zastosowanie określonego Zastosowanie określonego językajęzyka do do wyodrębnienia systemu.wyodrębnienia systemu.
4.4. Dokonanie opisu w określonym Dokonanie opisu w określonym celucelu. .
Model,
czyli jak opisać system?
Model - rodzajeModel - rodzaje
• modele fizycznemodele fizyczne (np. model samolotu, model systemu w (np. model samolotu, model systemu w zmniejszonej skali) zmniejszonej skali) • modele schematyczne modele schematyczne (diagramy, mapy, schematy) (diagramy, mapy, schematy) • modelemodele symboliczne symboliczne (modele oparte na zapisie matematycznym oraz (modele oparte na zapisie matematycznym oraz algorytmicznym) algorytmicznym)
Model - rodzajeModel - rodzaje
• modele analitycznemodele analityczne Badając bezpośrednio postać matematyczną Badając bezpośrednio postać matematyczną modelu analitycznego można wydedukować modelu analitycznego można wydedukować rozwiązanie problemu (np. prawo Ohma, prawo rozwiązanie problemu (np. prawo Ohma, prawo ruchu Newtona). ruchu Newtona).
• modele numerycznemodele numeryczneRozwiązanie modelu numerycznego wymaga Rozwiązanie modelu numerycznego wymaga zastosowania metod numerycznych, gdyż zastosowania metod numerycznych, gdyż dokładne analityczne rozwiązanie jest dokładne analityczne rozwiązanie jest niewykonalne (np. całkowanie numeryczne).niewykonalne (np. całkowanie numeryczne).
Rodzaje modeli
statyczne i dynamiczne + ciągłe w czasie + dyskretne w czasiedeterministyczne i probabilistyczne + dyskretne w stanie + ciągłe w stanie
modele autonomiczne
odwzorowanie systemu
izomorficzne odbicie własności funkcjonalnych,homomorficzne odbicie własności strukturalnych
ModelModel
Zegar - zmienna reprezentująca moment,w którym znajduje się symulowany systemZmiany zegara - symulują upływ czasu
Obserwacja systemu rzeczywistego
Określenie celu badania
Wyodrębnienie systemu i otoczenia
Wyodrębnienie obiektów i atrybutów
Określenie sprzężeń
Opis w określonym języku
Etapy budowy modeluEtapy budowy modeluModelModel
Model strukturalnyModel strukturalnyopisuje budowę pewnej całości
ModelModel
1. System SR = { E, W, R }
E - Zbiór obiektów E = {E1,..,En}
Każdy element różni się od pozostałych pełnioną rolą czy funkcją,Każdy element opisany za pomocą co najmniej jednej własności
W - Zbiór własności (atrybutów) tych obiektów W= {W1,..,Wn}
R Struktura systemu - spójna relacja R W x W
2. Otoczenie OSR = { G, Q }Zbiór obiektów otoczenia G = {G1,..,Gm}Atrybuty otoczenia Q = {Q1,...,Qm}
3. Relacja (R*) pomiędzy własnościami systemu i własnościami otoczenia
{E, W, R} - R* - {G, Q}
SF (O, C, L) = {S, R}
ModelModelModel funkcjonalnyModel funkcjonalnyopisuje działanie systemu
wyodrębnienie przez obserwatora O, z punktu widzenia postawionego celu badania C, w pewnym języku L
- Rodziny zbiorów S = {S1,...,Sn}.- Relacji (rodziny relacji) R określonej na iloczynie kartezjańskim zbiorów rodziny S.
- zmienne wejściowe - U S: że nie istnieje zmienna ZS , że R Z x U .
- zmienne wewnętrzne - X S: że istnieją zmienne Z1S oraz Z2S, że R Z1
x X oraz R X x Z2.
- zmienne wyjściowe - Y S: że nie istnieje zmienna ZS , że R Y x Z..
Model funkcjonalnyModel funkcjonalnyTypy zmiennychTypy zmiennych
Parametryczne(autonomiczne)
Sterujące
Model funkcjonalnyModel funkcjonalnySchematSchemat
Operator transformacji
Operand
Zmienne
Obraz
Model lodówki
Nazwa systemuNazwa systemu lodówka
Cel badaniaCel badania opis funkcjonalny lodówki jako urządzenia do utrzymywania temperatury na żądanym poziomie
Typ modeluTyp modelu dynamiczny, deterministyczny,dyskretny w czasie
LodówkaDrzwiDrzwiKomora
chłodnicza
Komora chłodnicza
TermostatTermostat
AgregatAgregat
ObserwatorObserwator
Model strukturalnyModel strukturalny
Użyte oznaczeniaUżyte oznaczenia
t - indeks czasu
TLt - temperatura komory chłodniczej min -273 C
At - praca agregatu 0-1
a - efektywność chłodzenia przez agregat (-0,5 C)
Dt - stan drzwi 0-1
d - wskaźnik ocieplania przez drzwi (0,7 C)
T0, T1 - czułość termostatu (T0=0,5 , T1=3)
Zmienna Zmienna sterującasterująca
TransformacjeTransformacje
tttt DdAaTLTL 1
00
1;0
11
1
11
1
TTLgdy
TTTLgdyA
TTLgdy
A
t
tt
t
t
1. G.Fishman, Symulacja komputerowa. Pojęcia i metody. PWE’812. T.Naylor, Modelowanie cyfrowe systemów ekonomicznych. PWN’753. B.Zeigler, Teoria modelowania i symulacji. PWN’844. J.Gajda, Prognozowanie i symulacja, a decyzje gospodarcze, C.H.Beck 2001 5. Z.Rzemykowski Elementy cybernetyki ekonomicznej Skrypt uczelniany nr 394, AE Poznań’94 6. J.Kowalewski Symulacyjne modele strategicznego zarządzania bankiem komercyjnym. Wyższa Szkoła Zarządzania w Słupsku’97
LiteraturaLiteratura