Grundlagen der Allgemeinen Systemtheorie

Systemelemente

Eingangsstrom: Energieeinsatz ist notwendig, damit das System funktioniert. Diese Eingänge werden aus der Umgebung entnommen. Sonne, Erde, Wasser und Fauna sind für das Überleben des Systems notwendig.

Um alle diese Eingaben zusammenzufassen, verwenden wir den Begriff der Energie. Systeme definieren sich durch ihre Energieaufnahme, da diese für Betrieb und Wartung essenziell ist.

Im Allgemeinen verhält sich die Energie im System gemäß dem Energieerhaltungssatz: Die Menge der Energie in einem System entspricht der Summe der importierten Energie abzüglich der exportierten Energie.

• Materialressourcen
• Finanzielle Ressourcen
• Human Resources
• Information

Wir müssen jedoch beachten, dass es eine besondere Energie gibt, die diesem Gesetz nicht folgt: Information. In diesem Fall verhalten sich die Daten gemäß dem Gesetz der Zunahme.

Das Gesetz der Zunahme

Das Gesetz besagt, dass die Menge der Informationen in einer Anlage nicht dem Unterschied zwischen Input und Output entspricht, sondern der Summe der Informationen, die hinzukommen. Es handelt sich um ein Netto-Aggregat, bei dem das System keine Informationen entfernt.

Vielfalt und Steuerung

W. Ross Ashby stellte fest, dass ein Steuersystem in der Lage sein muss, die Vielfalt der Umgebung durch die eigene Fähigkeit zur Vielfaltsabsorption auszugleichen. Dabei gilt:

• Die Vielfalt der Mittel (Anzahl der Zustände, die das System erreichen kann) ist praktisch unbegrenzt, während die Fähigkeit zur Erfassung dieser Vielfalt begrenzt ist.
• Nach dem Prinzip der erforderlichen Vielfalt muss die Fähigkeit des Systems, diese Vielfalt zu absorbieren, gleich der Vielfalt des Mediums sein.
• Dies ist nur möglich, wenn das System Mechanismen zur Reduzierung der Vielfalt der Medien nutzt.

Prozess der Umwandlung

Systeme erfassen Energie und Informationen aus der Umwelt, verarbeiten sie und geben sie als Produkt zurück. Es gibt zwei Arten von Prozessen:

• Prozesse, die mit dem Endprodukt verbunden sind.
• Prozesse, die unterstützend oder als zusätzliche Dienstleistung fungieren.

Die Grafiken stammen aus dem Buch „Einführung in die Allgemeine Systemtheorie“.

Ausgangsstrom

Der Ausgangsstrom entspricht dem, was das System an die Umwelt abgibt. Es gibt zwei Arten:

• Positiver Ausgangsstrom: Nützlich für die Gemeinschaft.
• Negativer Ausgangsstrom: Kontraproduktiv für die Allgemeinheit.

Ein lebensfähiges System ist eines, das überlebt, von der Umgebung zertifiziert wird, sich anpasst und durch positive Ausgangsströme die notwendigen Eingangsströme erwirbt.

Merkmale lebensfähiger Systeme

Stafford Beer definiert ein lebensfähiges System als eines, das in der Lage ist, sich an eine sich verändernde Umwelt anzupassen. Dafür sind drei Merkmale erforderlich:

• Selbstorganisation: Aufrechterhaltung einer konstanten Struktur bei gleichzeitiger Anpassung an Anforderungen (Balance).
• Selbstbeherrschung: Halten der wichtigsten Variablen innerhalb bestimmter Grenzen (Normalität).
• Autonomie: Ein ausreichendes Maß an Freiheit, um die Variablen innerhalb ihres Bereichs zu halten.

Der Aktivitätszyklus beschreibt das Verhältnis von Eingangsstrom zu Ausgangsstrom.

Feedback-Mechanismen

Feedback dient der Optimierung:

• Erfassung der Informationen im Ausgangsstrom.
• Vergleich der Ergebnisse mit dem Standard-Ausgangsstrom.
• Verbesserung der Aufnahme von Material und Energie.
• Optimierung des Umwandlungsprozesses.

Man unterscheidet zwei Arten der Rückkopplung:

• Korrektives Feedback: Aktuelle negative Rückkopplung.
• Positives Feedback: Stromrückkopplungsverstärker.

Sensoren (Kybernetik) bestimmen, ob der Ausgangsstrom positiv oder negativ ist.

Ziel der TGS

Die Allgemeine Systemtheorie (TGS) sucht nach Modellen und Isomorphismen in verschiedenen Disziplinen, um theoretische Möglichkeiten für spezifische Bereiche zu entwickeln.

Hierarchie der Systeme nach Boulding

1. Statische Strukturen
2. Einfache dynamische Systeme
3. Kontroll- oder kybernetische Systeme
4. Offene Systeme
5. Soziale genetische Systeme
6. Animalische Systeme
7. Der Mensch
8. Soziale Strukturen
9. Transzendentale Systeme
10. Ökologische Systeme

Trends der TGS

• Kybernetik: Automatisierung und Vorhersage zukünftiger Ereignisse.
• Informationstheorie: Information als Negentropie (Ordnung).
• Spieltheorie: Strategieentwicklung in Wettbewerbssituationen.
• Entscheidungstheorie: Generierung und Auswahl optimaler Lösungen.
• System Engineering: Analyse, Konzeption und Implementierung von Systemen.

Physikalische Gesetze und Balance

In Anlehnung an Isaac Newton:

• Ein Körper bleibt in Ruhe oder gleichförmiger Bewegung, sofern kein äußerer Einfluss wirkt.
• Störungen eines Systems lösen eine ausgleichende Antwort aus (Trägheit).
• Aktion und Reaktion: Jede Störung erfordert eine Antwort zur Wiederherstellung der Balance.

Entropie und Negentropie

• Entropie: Maß für Desorganisation und Chaos. Ein System strebt natürlicherweise zu maximaler Entropie.
• Negentropie: Information und Organisation, die der Entropie entgegenwirken.

Organisatorische Ziele

Unternehmen streben nach Gewinnmaximierung unter Berücksichtigung ganzheitlicher Aspekte wie Ethik und Umwelt. Man unterscheidet zwischen dem Homo oeconomicus (finanzieller Gewinn) und dem organisierten Menschen (Nutzen für das System).

Klassifizierung der Ziele

• Finale Ziele: Das ultimative Ziel einer Kette.
• Soziale Ziele: Gemeinsame Ziele einer Gruppe.
• Persönliche Ziele: Überlebensziele des Individuums.
• Operative Ziele: Konkrete Aufgaben zur Zielerreichung.