1
Maja Majić
Modeliranje i upravljanje u prehrambeno-tehnološkim procesima
Seminarski rad
Mostar, 2015.
2
Sadržaj
Uvod
1. Teorija sustava i osnovni pojmovi o sustavu
1.1. Okolina sustava
2. Deterministički i stohastički sustavi
3. Pojam modeliranja
4. Statistički i dinamički modeli
5. Pojam simulacije
6. Primjeri zadataka u Simulinku
7. Prednosti i nedostaci simulacije
Zaključak
Literatura
4
1.Teorija sustava i osnovni pojmovi o sustavu
Sustav je prirodna, društvena, tehnička ili mješovita tvorevina koja u nekoj okolini djeluje
samostalno s određenom svrhom. Tvorevina je skup elemenata koji stoje u takvom
uzajamnom odnosu da ne postoje razdvojeni podsustavi. Djelovanje označava obavljanje
radnji pretvorbe energije, obrade tvari ili obrade informacija. Svrha označava konačan rezultat
djelovanja/djelatnosti izražene u nekom cilju, a za zadovoljavanje neke potrebe.
Teorija sustava je znanost koja se bavi izučavanjem sustava i zakonitostima koje u njima
vladaju. Nastala je iz potrebe pronalaženja takvih znanstvenih i praktičnih metoda pomoću
kojih bi se na znanstveni način analizirali i rješavali problemi kod kojih tradicionalne i
uobičajene metode, razvijene u drugim znanstvenim područjima, ne daju zadovoljavajuće
rezultate. Njezino polazište je da u svim područjima postoje pojave koje možemo smatrati
sustavima, odnosno da u njima postoje specifične sustavne zakonitosti čije nam poznavanje
omogućuje shvaćanje pojave same, njenog sadržaja i ponašanja. Primjena tog saznanja na
najrazličitijim područjima ljudske djelatnosti donosi rješavanje znanstvenih i praktičnih
problema. Nastala je s ciljem stvaranja jedne opće teorije koja bi obuhvaćala proučavanje
sustavnih fenomena, tj. svih tipičnih sustavnih svojstava i vrijedila za sve sustave, bez obzira
na njihovu prirodu (interdisciplinarnost-sprečavanje rascjepkanosti znanosti na sve uže
discipline). Američki biolog Ludwig von Bertalanffy1, 1954. godine osniva “Društvo za opću
teoriju sustava”. To se smatra osnutkom teorije sustava, tj. sustava kao znanstvene discipline.
Njezin predmet su: problemi koji se ne mogu izdvojiti i izolirati iz svoje sredine i podvrgnuti
kontroliranim utjecajima, problemi različitih raznorodnih područja ( ne mogu se potpuno
sagledati sa stajališta jedne znanstvene discipline), te oni koji se javljaju kod složenih
dinamičkih sustava i ne mogu se shvatiti i analizirati s jednog stajališta. Cilj joj je vrlo složene
i komplicirane pojave sagledati i pojednostaviti, te učiniti dostupnim stručnom promatranju i
praktičnom rješenju.
Opća teorija sustava polazi od vrlo zahtjevnih teorijskih pretpostavki:
a) ona pokazuje pretenzije da prevlada duboki rascjep između prirodnih i društvenih znanosti,
dakle, želi biti mjesto konvergencije tih znanosti, čime na neki način oponira onom
metodologijskom zahtjevu kojega je, po našem stajalištu, najizrazitiji predstavnik
neokantovska škola, koja polazi od supozicije apriorne nesvodivosti prirodne i društvene
zbilje na isti nazivnik,
b) s tim u izravnoj svezi stoji namjera da pristup teorije sustava postane dominirajuće i
univerzalno načelo unutar različitih znanstvenih disciplina, čiji će se rezultati i spoznaje moći
podjednako primjenjivati, kako na društvenu tako i na prirodnu Zbilju. Drugim riječima, "cilj
svih tih istraživanja jest konstituiranje jedne nove discipline, opunomoćene da objektivno
formulira valjana načela za sve sustave i da objasni mnoštvo sveza putem koncepta
aplikabiinog u svim oblastima znanja" (Chevallier, 1978: 132).
Iz rečenog postaje razvidno da opća teorija sustava nije neki posebni teorijski novum, već bi
se prije moglo kazati da predstavlja kontinuitet već započetih razmišljanja, a navlastito onih
5
koja su promicana kroz biologističko-organicistički pravac s kraja XIX. stoljeća, kojega je
najznačajniji predstavnik H. Spencer, a koji društvo shvaća kao veliki i složeni organizam.
Pri određenju pojma sustav postoji određeni pluralizam shvaćanja, međutim, unutar mnoštva
definicija postoje i konvergentni stavovi. Tako, primjerice, Pusić određuje sustav na sljedeći
način: "Sistem bismo mogli definirati kao skup elemenata koji se nalaze u takvom odnosu da
su međusobno ovisni, a u isti mah svaki je donekle individualno neovisan" (Pusić, 1975: 297).
Ruski autor Afanasijev pak određuje sustav ovako: "Pod cjelovitim sustavom podrazumijeva
se sveukupnost dijelova čije uzajamno djelovanje rađa nova svojstva koja nisu imanentna
njegovim dijelovima" (Afanasijev, 1973: 8). Buckley pak određuje sustav kao "skup
elemenata ili komponenata koje su u direktnom ili indirektnom odnosu u uzročnoj mreži, na
način da se svaka komponenta odnosi naspram drugim komponentama na manje-više stabilan
način u određenom vremenskom razdoblju" (Buckley, 1967: 41). Iz ovih nekoliko odrednica,
koje su na neki način reprezentativne u definiranju izraza sustav, sasvim je razvidno da je
naročito naglašen element međuovisnosti njegovih dijelova, koji daje jedno novo jedinstvo,
koje ne niječe potpuno slobodu sastavnih komponenti sustava. Navedene definicije sustava
upućuju na zaključak da je sustav cjelina koja je upućena na svoju unutrašnjost i sugeriraju
stanje "zatvorenosti" i dovršenosti sustava.
Takvo shvaćanje kritizira Niklas Luhmann, koji
kaže da "izlaganje sistema kao cjeline što se sastoji od dijelova, izolira sistem samog na sebe"
(Luhmann, 1981: 141). Ne ulazeći u sve posljedice Luhmannove kritike, čiji je osnovni
smisao da spomenutom tipu definicija pripisuje tautologičnost, namjera nam je da pokažemo
kako iz navedenih definicija proizlazi da je sustav u pravilu složena cjelina, vrlo turbulentna i
dinamična u svojoj strukturi. Unutar te - na prvi pogled hermetizirane strukture - odvijaju se
vrlo kompleksne interakcije koje nastaju na temelju činjenice da sustav održava intenzivne
interakcije s okolinom, te se na toj relaciji vrši stalna razmjena u smislu inputa ioutputa
energije, materije ili informacija, što jasno ima svojih implikacija kako na stanje sustava,
kojega je jedan od primordijalnih zahtjeva onaj za stabilnošću ili integracijom, tako i na
okolinu, koja se pod tim svojevrsnim feed-backom, također transformira. Riječ je, dakle, o
dvosmjernoj "komunikaciji" između sustava i okoline. Ovim zapažanjem dotaknut je zapravo
najveći broj relevantnih pojmova koji se ubrajaju u klasične ili standardne pojmove što
pripadaju kategorijalnom aparatu teorije sustava, a njima bismo mogli pridodati još neke,
poput diferencijacije i integracije, entropije, homeostaze, ekvifinaliteta, morfostaze,
morfogeneze i druge. Od iznimne važnosti za razumijevanje sistemske pozicije čini se i
eksplikacija pojma "okoline", koji je organski korelat pojma "sustav", jer bolje razumijevanje
smisla okoline može imati i određene heuristične vrijednosti i za shvaćanje sustava.
