系统工程引论
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1.2 系统的类型

为了便于研究系统的性质,揭示不同类型系统的特点以及它们之间的联系,需要对系统的形态进行研究,并且按照形态和结构、功能进行系统分类。

1.2.1 按系统生成的原因分类

(1)自然系统:由自然力而非人力所形成的系统,如天体系统、江湖河海水系,这是在有人类以前就已经存在的。

(2)人工系统:由人力建立起来的系统。它可再分为以下系统。

① 加工自然物获得的人造物质系统,如水坝、城市建筑物、通信网、计算机。

② 社会和管理系统,它们是人按一定制度、程序、手续建立的,如行政管理系统。

③ 人造的抽象系统,即存在于人脑中或外化在书刊、网页上的概念系统。

(3)复合系统:这是自然系统和人工系统相结合的系统,例如灌溉系统。

也有人建议分为以下系统。

(1)自然系统:这是指已存在或经过人工改造的客观存在的以物质为主的系统。又可再分为:

① 天然系统,或称天工系统,也就是上面第(1)种分类法中的自然系统。

② 人工自然系统,指的是上面第(2)种分类法中的人工系统里的第①种。

(2)社会系统,指的是上面第(2)种分类法中的人工系统里的第②种。

(3)思维系统,指的是上面第(2)种分类法中的人工系统里的第③种,即概念系统。

自然系统和人工系统之间有着各种联系与制约关系。随着人类生产的发展和生活范围的扩大,自然系统和人工系统之间的联系越来越密切。人工系统的建立有许多是破坏了自然系统的,而这种破坏超过一定限度又会反过来影响人工系统以至于影响人类的正常生活,例如工业化产生的环境污染。因此,需要在一个更高的层次上来加以关注和分析。

1.2.2 按系统的构成内容分类

(1)实体系统:由自然物与人造物组成的系统,自然物组成的系统,如大气系统、矿藏系统、生态系统等;人造物的系统,如计算机网络系统、机器生产系统、铁路运输系统等。

(2)概念系统:由主观概念和逻辑关系等非物质组成的系统,也可以叫做抽象系统,如学科体系、教学计划、规章制度等。像前面所说的,它存在于人们的头脑之中,或者存在于一些物质载体(书刊、网络、光盘)之中,也有一些存在于一个组织的日常工作习惯之中。

1.2.3 按系统与环境的关系分类

(1)闭系统:系统与外界环境无联系。现实的系统都在不同程度上和外环境有联系,没有绝对的闭系统,但在一定条件下可把某些联系微弱的系统看做闭系统。

(2)开系统:与外界有物质、能量或信息交换的系统。这里需要指出的是,系统科学在划分开系统与闭系统时与物理学的划分是有区别的。在物理学中,开系统是指与外界同时有物质与能量交换的系统,而闭系统是指只交换能量不交换物质的系统,至于既无能量、又无物质交换的系统,则称为孤立系统。

1.2.4 按系统状态对时间的关系分类

(1)静态系统,状态不随时间变化,或至少在一段时间内不随时间变化,例如生产车间的平面布置,校园中的建筑布局。

(2)动态系统,状态随时间变化,例如一条正在工作的生产线,正在工作的信息网络,一个正在进行研究开发工作的学术团队。

1.2.5 按系统的规模大小和复杂程度分类

大小本来就是一个相对的概念,很难准确划分。但是,不同大小的系统又会由于复杂程度不同而各具特点,我国系统学科的开创者钱学森建议把系统分为以下系统。

(1)简单系统,又再分为:

① 小系统。

② 大系统。

(2)巨系统,又再分为:

① 简单巨系统。

② 复杂巨系统,其中还分为:

  • 一般复杂巨系统。
  • 特殊复杂巨系统。

这里的巨系统,不仅是规模庞大,要素数量众多,而且联系关系复杂,引出了许多复杂形态,在本书的后面有关复杂系统的章节中还会讨论到其中的一些特殊性质。

当然还有其他分法,这里就不一一列举了。