Marian OSTWALD
Politechnika Poznańska
Instytut Mechaniki Stosowanej
INŻYNIERIA SYSTEMÓW
Materiały pomocnicze do wykładów
Poznań 2006
Motto wykładu:
DZIAŁAMY LOKALNIE, MYŚLIMY GLOBALNIE
CECHY ABSOLWENTA WYŻSZEJ UCZELNI
PRZYDATNE W PRACY ZAWODOWEJ:
1. Wiedza
2. Umiejętności
3. Kreatywność
4. Zrozumienie otaczającej rzeczywistości
5. Hierarchia wartości
Wersja 02 (czerwiec 2006)
01. Wprowadzenie
2
SPIS TREŚCI:
1. Wprowadzenie ...................................................................................................4
2. Piramida
zamożności państw .............................................................................6
3. Wiedza w gospodarce i społeczeństwie .............................................................9
4. Zagrożenia cywilizacyjne ..................................................................................15
5. Transformacje
cywilizacyjne .............................................................................19
6. Paradygmat systemowy ...................................................................................25
7. Inżynieria systemów .........................................................................................37
8. Metodologia ......................................................................................................43
9. Analiza
systemowa ...........................................................................................45
10. Terminologia ....................................................................................................51
11. Systemy ...........................................................................................................56
12. Cykl i koszt cyklu życia .....................................................................................68
13. Odwzorowanie rzeczywistości ..........................................................................72
14. Modele i modelowanie ......................................................................................78
15. Projektowanie systemów ..................................................................................86
16. Twórcze rozwiązywanie problemów .................................................................88
17. Metody twórczego myślenia .............................................................................93
18. Podejmowanie decyzji ......................................................................................96
19. Podstawowe pojęcia optymalizacji ...................................................................98
20. Lekcja natury ..................................................................................................103
21. Rola inżynierów ..............................................................................................108
01. Wprowadzenie
3
Literatura przedmiotu:
[1] Blanchard B. S., Fabrycky W. J.: System Engineering and Analysis.
Prentice Hall 1990.
[2] Cempel C.: Nowoczesne zagadnienia metodologii i filozofii badań.
ITE Radom 2003 (e-skrypt http:/neur.am.put.poznan.pl).
[3] Cempel C.: Teoria i inżynieria systemów – zasady i zastosowania
myślenia systemowego.
E-skrypt http:/neur.am.put.poznan.pl.
[4] Francis Ch.: International Encyklopedia of Systems and
Cybernetics. K.G. Saur München 1997.
[5] Gładys Z., Pogorzelski W.: Elementy analizy systemowej.
Wydawnictwo Novum Płock 2002.
[6] Klir G. J. (red.): Ogólna teoria systemów. Tendencje rozwojowe.
WNT Warszawa 1976.
[7] Ostwald M.: Podstawy optymalizacji konstrukcji. Wyd. Politechniki
Poznańskiej 2005.
[8] Pogorzelski W.: Teoria systemów i metody optymalizacji. Oficyna
Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999
[9] Powierża L.: Elementy inżynierii systemów. Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
[10] Sienkiewicz P.: Analiza systemowa. Podstawy i zastosowania. Wyd.
Bellona 1994.
[11] Stefanowicz B.: Informacyjne systemy zarządzania. Przewodnik.
Warszawa 2005.
[12] Szymański J. M.: Życie systemów. Wiedza Powszechna 1991.
[13] Materiały z Internetu, prasy naukowej, literatury popularno-
naukowej.
01. Wprowadzenie
4
S Y S T E M
SYSTEM (ang.) das SYSTEM (niem.) СИСТЕМА (ros.) SYSTÈME (franc.)
Pojęcie systemu obejmuje zarówno zjawiska natury
oraz dzieła człowieka. Pojęcie systemu często zaciera
różnice między naturą i efektami ludzkiej działalności.
SYSTEM
– byt będący zbiorem elementów z określonymi własnościami i relacjami,
stanowiący jedną celową całość.
SYSTEM
– pojęcie desygnujące (wyznaczające)
pewną całość tworzoną przez określony
zbiór obiektów (elementów) i powiązań (relacji)
między tymi obiektami, rozpatrywaną
z określonego punktu widzenia (aspektu badań).
DEFINICJE ENCYKLOPEDYCZNE:
„Zbiór wzajemnie powiązanych elementów wyodrębnionych z otoczenia ze
względu na te powiązania”.
„System to układ tak powiązanych elementów tak, że ich wzajemne relacje
tworzą pewną całość”.
„Wszelki skoordynowany wewnętrznie ze względu na określoną funkcję i
wykazujący określoną strukturę zbiór elementów”.
„Badania systemowe rozpoczynają się wówczas, gdy popatrzymy na świat
przez oczy innych.”
„BADANIA SYSTEMOWE PROWADZĄ DO ODKRYCIA, ŻE KAŻDE SPOJRZENIE NA
ŚWIAT (OTACZAJĄCĄ RZECZYWISTOŚĆ) JEST OGRANICZONE
I DLATEGO LEPIEJ JEST PATRZEĆ SZERZEJ NIŻ WĘŻEJ.”
TRZEBA WIDZIEĆ LAS, A NIE POJEDYNCZE DRZEWA.
DZIAŁAMY LOKALNIE, MYŚLIMY GLOBALNIE!
Interpretacje pojęcia systemu:
ZBIÓR ELEMENTÓW + STRUKTURA = UKŁAD
ZBIÓR UKŁADÓW + KOORDYNACJA WEWNĘTRZNA = MASZYNA
ZBIÓR MASZYN + FUNKCJA = SYSTEM
Przykład:
− płuca + tchawica + jama ustna + inne narządy → układ oddechowy,
− układ oddechowy + układ pokarmowy + inne układy, wzajemnie skoordynowane
→ człowiek,
− człowiek + otoczenie + aktywność (np. zawodowa) →
SYSTEM
.
Przykład:
− tłoki + cylindry + instalacje → silnik okrętowy,
− silnik + wał napędowy + śruby → układ napędowy,
− układ napędowy + inne układy + kadłub → maszyna zwana statkiem,
− statek + ładunek + załoga + port macierzysty i port docelowy →
SYSTEM
.
01. Wprowadzenie
5
Rzeczywisty system może składać się z dowolnej liczby różnorodnych elementów, jak
również ich powiązań i wzajemnych relacji, dlatego najbardziej ogólnie system można
zdefiniować jako:
„Byt przejawiający istnienie przez synergiczne
współdziałanie swoich części”.
ZAPIS MATEMATYCZNY DEFINICJI SYSTEMU:
S =
〈E, A, R〉
gdzie:
S
– system
E
= (E
1
, E
2
, …, E
n
) – elementy
A
= (A
1
, A
2
, …, A
n
) – atrybuty
R
= (R
1
, R
2
, …, R
n
) – relacje.
Ten zapis, prawidłowy z punktu widzenia matematycznego, nie oddaje prawdziwej
istoty pojęcia systemu, bo system to
coś więcej niż suma jego elementów
. O tym wiedzieli
już „starożytni” – już Arystoteles mówił, że „
całość to więcej niż suma części
”. Wartość
systemu, przez wzajemną oddziaływanie na siebie jego części, jest większa niż suma
wartości tych części.
Bardzo istotną rzeczą jest, by uświadomić sobie fakt, że systemy są wszechobecne.
Również człowiek (jego organizm) jest systemem składającym się z wielu podsystemów, np.
nerwowego, krwionośnego, immunologicznego. Jest jednocześnie częścią innych systemów:
rodziny, zespołu roboczego, społeczeństwa, świata ożywionego i Wszechświata.