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系统工程学的基本范畴——子系统,结构与组织

已有 3555 次阅读 2009-10-22 20:38 |个人分类:系统科学与系统工程学|系统分类:科研笔记| 组织, 结构, 系统工程学, 子系统

   一门学科的基本范畴是编制其理论知识体系的基本要素,是其灵魂核心所在,是这些范畴将本学科的各个知识点串联起来,是贯穿始终的基本概念。

分析与综合是系统研究的基本方式。分析就是把一个系统分解成符合某种要求的多个部分,综合就是从各种组分还原出事物的原形整体。对一个事物,当我们从整体角度观察时,它是一个系统,当从其各个组分之间的关联方式角度观察时,它就表现为一个结构。

【定义2.2】 当把系统的一个部分作为考察对象时,这个部分就称为原系统的一个子系统

【定义2.3 系统的每个最小组成要素和各种子系统都称为系统的一个组分。系统在功能上不能再分的最小组分叫做基本组分,也是一个子系统。

【定义2.4 一个系统的结构就是所有组分间关联方式的总和。

描述一个系统的结构可以有不同的方式和不同的角度,形成了不同的层次。在结构描述中使用的系统组分可以是不同层次的子系统。如在下面的简单系统中,既可以用ABC三个基本组分的关联方式详细描述该系统的结构,也可以用AE两个子系统的关联方式描述该系统的结构。


    图2.1 系统的结构描述

不断的变化和运动是事物的最根本属性之一,但变化和运动中又表现出某些稳定性。正是这些稳定性的存在使人们认识事物成为可能。在运动和变化中,一个系统的结构也在发生着不断的变化。这样,对一个系统的确认就不宜用它全部的关联关系,而是用它的某些在一定时间内保持稳定的关联关系,否则,在世界上就不可能指认任何系统,这是因为“一个人不可能两次踏进同一条河流”。这样,同一系统,其R的元素有些是可变的,有些是固定的。当固定的元素也发生了变化时,原系统就消灭了,新事物、新系统就产生了。

【定义2.5 对于一个系统,如果它的某种描述结构能保持所需的一段时间并具有某种简单性,就称该系统的此种结构是有序的,此时的系统也称为有组织的

组织的形成和解体是系统发展中的重要阶段,是系统工程研究中需要特别注意的,因为它们容易被忽视。

在定义2.5中,“简单性”是个模糊概念。这里在理论上是指系统的某种描述结构可以用有限语言符号完全确定地描述出来。比如,在一个容器中有三种气体,如果在某个万分之一秒时间,这三种气体分别固定在一个既定区域内,这时就说这个容器中的气体系统形成了一个有序结构,此时的系统称为有组织的系统。这时,我们可以用一个图形完全确定地把此结构描述出来。在实际中,只要达到某种程度的“完全确定”,也就可近似地说系统的结构是有序的,系统是有组织的。所以,组织就是某种简单性。显然,从基本组分水平上看,处于绝对热平衡态的气体系统是无组织的,其结构是无序的。

【定义2.6 能够基本确认系统的主要关联方式组成的系统称为原系统的框架结构;系统运行过程中各组分之间相互动态影响的关联方式组成的系统称为系统的运行结构;系统组分在空间的排列配置方式称为系统的空间结构;系统组分关联方式随时间的变化特征称为系统的时间结构

系统的框架结构和运行结构是系统结构的一种简化描述,各从一个侧面反映了系统结构的重要特征。

参考文献:许国志主编.系统科学. 上海科技教育出版社,2000

 




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