Definitionen eines Systems

Definitionen eines Systems — Der Begriff „System“ hat eine Vielzahl unterschiedlicher Definitionen, die je nach Kontext, Wissensgebiet und Zielen der Untersuchung verwendet werden. Dies ist auf den interdisziplinären Charakter des Systemansatzes und die Evolution des Systembegriffs selbst zurückzuführen.

Gründe für die Vielzahl an Definitionen

Die Unterschiede in den Definitionen eines Systems sind auf mehrere Faktoren zurückzuführen:

• Dualität des Begriffs: Ein System wird sowohl als objektiv existierendes Phänomen als auch als ein vom Subjekt geschaffenes Modell oder eine Methode zur Untersuchung der Realität betrachtet (Objektives und Subjektives in der Systemanalyse).
• Kontext und Disziplin: Definitionen werden an die Bedürfnisse eines bestimmten Fachgebiets angepasst (Biologie, Ingenieurwesen, Wirtschaft, Soziologie, Informatik).
• Forschungsziele: Je nach Aufgabe (Analyse der Struktur, des Verhaltens, der Steuerung, des Entwurfs) verschieben sich die Schwerpunkte in der Definition.
• Abstraktionsebene: Definitionen können sowohl allgemein-philosophisch als auch hochspezialisiert und formalisiert sein.
• Evolution des Begriffs: Die historische Entwicklung der Systemvorstellungen führte dazu, dass neue Aspekte (Ziel, Umgebung, Beobachter) in die Definitionen aufgenommen wurden.

Gemeinsame Komponenten der Definitionen

Ungeachtet der Unterschiede lassen sich bei der Analyse der meisten Formulierungen gemeinsame Schlüsselkomponenten identifizieren, die die wesentlichen Eigenschaften von Systemen widerspiegeln:

• Elemente (Komponenten, Teile): Die Bestandteile des Systems.
• Beziehungen (Relationen): Die Wechselwirkungen zwischen den Elementen.
• Struktur: Die Organisation von Elementen und Beziehungen.
• Ganzheitlichkeit (Einheit): Das System als etwas Einheitliches, dessen Eigenschaften nicht auf die Eigenschaften seiner Teile reduzierbar sind.
• Grenzen: Die Abgrenzung des Systems von seiner Umgebung.
• Interaktion mit der Umgebung: Der Austausch über Ein- und Ausgänge (Offenes System).
• Ziel oder Funktion: Der Zweck oder die Ausrichtung des Systemverhaltens.

Unterschiedliche Definitionen können den Schwerpunkt auf eine oder mehrere dieser Komponenten legen.

Klassifizierung der Definitionsansätze

Die Definitionen eines Systems lassen sich grob nach ihrem Hauptschwerpunkt klassifizieren:

• Deskriptive (Beschreibende): Konzentrieren sich auf die objektive Beschreibung der Zusammensetzung (Elemente) und der Wechselbeziehungen. Sie sind charakteristisch für die frühe Phase der Systemtheorie.
• Konstruktive (Zielorientierte): Betonen das Ziel oder die Funktion des Systems, seine Organisation zur Erreichung eines Ergebnisses, und beziehen oft die Rolle des Beobachters oder des Entwicklers mit ein.
• Funktionale (Kybernetische): Betrachten das System als einen Transformator von Eingängen zu Ausgängen und legen den Schwerpunkt auf das Verhalten und die Steuerung.
• Strukturell-funktionale: Kombinieren die Beschreibung der Struktur mit der Angabe der Funktionen der Elemente oder des Systems als Ganzes.

Beispiele für Systemdefinitionen

In der nachstehenden Tabelle werden verschiedene Definitionen des Begriffs „System“ mit Angabe ihrer Autoren (sofern bekannt) sowie einer Analyse der Schlüsselideen und Schwerpunkte jeder Formulierung vorgestellt. Dies ermöglicht es, die Vielfalt der Ansätze zum Verständnis dieses fundamentalen Begriffs zu erkennen.

Vergleich der Definitionen des Begriffs „System“

Definition	Autor(en)	Analyse des Begriffs / Schlüsselidee	Schwerpunkt
Ein Komplex interagierender Komponenten.	L. von Bertalanffy	Grundlegende Definition, die die Interaktion als Grundlage des Systems betont.	Interaktion, Komponenten
Eine Gesamtheit von Elementen, die in bestimmten Beziehungen zueinander und zur Umgebung stehen.	L. von Bertalanffy	Fügt zu den Elementen Beziehungen und die Interaktion mit der Umgebung hinzu.	Elemente, Beziehungen, Umgebung
Ein aus vielen Teilen zusammengesetztes Ganzes. Ein Ensemble von Merkmalen.	C. Cherry	Betont die Ganzheitlichkeit und den zusammengesetzten Charakter des Systems.	Ganzheitlichkeit, Teile/Merkmale
Eine Menge miteinander verbundener Elemente, die von der Umgebung abgegrenzt ist und als Ganzes mit ihr interagiert.	F. I. Peregudow, F. P. Tarasenko	Klassische Definition, die Schlüsselattribute vereint: Elemente, Beziehungen, Grenzen, Interaktion mit der Umgebung und Ganzheitlichkeit.	Elemente, Beziehungen, Umgebung, Ganzheitlichkeit
Eine Anordnung, Menge oder Sammlung von Dingen, die so miteinander verbunden oder in Beziehung gesetzt sind, dass sie zusammen eine Einheit, eine Ganzheit bilden; eine Anordnung von physischen Komponenten...	DiStefano	Schwerpunkt auf der Vereinigung (Anordnung) von Komponenten (einschließlich physischer) zu einem einheitlichen Ganzen.	Einheit, Ganzheitlichkeit, Komponenten (physische)
Eine Kombination interagierender Elemente, die organisiert sind, um ein oder mehrere gesetzte Ziele zu erreichen.	ISO15288	Konstruktive Definition aus dem Standard des Systems Engineering. Führt explizit Ziel und Organisation ein.	Elemente, Interaktion, Organisation, Ziel
Eine endliche Menge funktionaler Elemente und der Beziehungen zwischen ihnen, die aus der Umgebung gemäß einem bestimmten Ziel innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls herausgelöst wird.	W. N. Sagatowski	Konstruktive Definition, die funktionale Elemente, Beziehungen, Ziel, Umgebung und Zeitrahmen umfasst.	Elemente (funktionale), Beziehungen, Ziel, Umgebung, Zeit
Die Widerspiegelung der Eigenschaften von Objekten und ihrer Beziehungen im Bewusstsein des Subjekts (Forschers, Beobachters) bei der Lösung einer Forschungs- oder Erkenntnisaufgabe.	J. I. Tschernjak	Subjektorientierte Definition. Das System als mentales Modell, das vom Beobachter abhängt.	Subjekt/Beobachter, Erkenntnis, Modell
Ein System S auf einem Objekt A in Bezug auf eine integrative Eigenschaft (Qualität) ist eine Gesamtheit von Elementen in solchen Beziehungen, die diese integrative Eigenschaft hervorbringen.	J. B. Agoschkowa, B. W. Achlibininski	Schwerpunkt auf der Entstehung von integrativen (emergenten) Eigenschaften aus der Interaktion von Elementen und ihren Beziehungen.	Emergenz, Integrative Eigenschaften
Eine Gesamtheit integrierter und regelmäßig interagierender oder voneinander abhängiger Elemente, die zur Erreichung bestimmter Ziele geschaffen wurde, wobei die Beziehungen zwischen den Elementen definiert und stabil sind und die Gesamtleistung oder Funktionalität des Systems besser ist als die einfache Summe der Elemente.	PMBOK	Definition aus dem Projektmanagement. Kombiniert Integration, Interaktion, Ziel und Emergenz (Leistung > Summe).	Integration, Interaktion, Ziel, Emergenz/Synergie
Eine Vorrichtung, die einen oder mehrere Eingänge empfängt und einen oder mehrere Ausgänge erzeugt.	Drenick	Kybernetische Definition. Das System als Wandler, ein „Blackbox“-Modell.	Eingänge, Ausgänge, Transformation
Eine Vorrichtung, ein Prozess oder ein Schema ... dessen Funktion ... im Operieren ... mit Information und/oder Energie und/oder Materie besteht ...	D. Ellis, F. Ludwig	Funktionale Definition, die die kybernetische erweitert; verweist auf das Operieren mit Flüssen.	Funktion, Prozess, Transformation (von Information/Energie/Materie)
Eine mathematische Abstraktion, die als Modell für ein dynamisches Phänomen dient.	G. Freeman	Mathematische Sichtweise. Das System als mathematisches Modell der Dynamik.	Modell, Mathematik, Dynamik
Eine integrierte Gesamtheit interagierender Elemente, die zur kooperativen Ausführung einer vorab definierten Funktion bestimmt ist.	R. Gibson	Schwerpunkt auf der Kooperation von Elementen zur Ausführung einer gemeinsamen Funktion.	Integration, Interaktion, Kooperation, Funktion
Eine Menge von Objekten zusammen mit den Beziehungen zwischen den Objekten und zwischen ihren Attributen.	A. Hall, R. Fagen	Formale, mengentheoretische Definition, die Attribute von Objekten einschließt.	Objekte, Beziehungen, Attribute
Eine Ansammlung von Entitäten..., die ... Eingänge wahrnimmt und handelt..., um ... Ausgänge zu erzeugen, wobei das Ziel verfolgt wird, bestimmte Funktionen der Eingänge und Ausgänge zu maximieren.	R. Kershner	Kybernetische Definition, die das Ziel als Optimierung der Transformationsfunktion von Ein-/Ausgängen einschließt.	Eingänge, Ausgänge, Ziel (Optimierung der Funktion)
Ein räumlich und zeitlich begrenzter Bereich, in dem Teilkomponenten durch funktionale Beziehungen verbunden sind.	J. Miller	Betont die räumlich-zeitlichen Grenzen und die funktionalen Verbindungen zwischen den Teilen.	Grenzen (Raum/Zeit), Funktionale Beziehungen
Aus mathematischer Sicht ... eine Gesamtheit von Beziehungen zwischen ... Einheiten. Je enger die Beziehungen miteinander verknüpft sind, desto organisierter ist das System...	A. Rapoport	Mathematische/strukturelle Sichtweise, Fokus auf Beziehungen und den Grad der Organisation.	Beziehungen, Organisation
Eine Menge von Handlungen (Funktionen), die in Zeit und Raum durch eine Menge praktischer Aufgaben zur Entscheidungsfindung und Verhaltensbewertung verbunden sind...	S. Sengupta, R. Ackoff	Tätigkeitsorientierter Ansatz. Das System als Gesamtheit von Funktionen/Handlungen zur Lösung von Steuerungsaufgaben.	Handlungen/Funktionen, Aufgaben, Entscheidungsfindung, Steuerung
Ein Begriff... zur Bezeichnung... einer regelmäßigen... Anordnung... oder einer Gesamtheit... von Elementen..., die zur Ausführung einer bestimmten Operation erforderlich sind.	A. Wilson, M. Wilson	Verweist auf zwei Bedeutungen: ein geordnetes Ganzes (Struktur) und eine Menge von Elementen für eine Operation (Funktion).	Anordnung/Ordnung, Operation/Funktion
Eine nichtleere Menge von Elementen..., wobei die Elemente... untereinander in bestimmten... Beziehungen, Verbindungen stehen.	G. Kröber	Minimalistische strukturelle Definition.	Elemente, Beziehungen/Verbindungen
Ein abstraktes System... eine teilweise verbundene Menge abstrakter Objekte...	L. Zadeh, C. Desoer	Formale Definition eines abstrakten Systems.	Abstraktion, Objekte, Teilweise Verbundenheit
Eine Menge verbundener, handelnder Elemente.	O. Lange	Kurze Definition, die die Aktivität/Handlung der Elemente betont.	Elemente, Beziehungen, Handlung
Jede Form der Aktivitätsverteilung in einer Kette, die von einem Beobachter als gesetzmäßig betrachtet wird.	G. Pask	Verhaltensorientierter/kybernetischer Ansatz mit Schwerpunkt auf der beobachtbaren Gesetzmäßigkeit und der Rolle des Beobachters.	Aktivität, Gesetzmäßigkeit, Beobachter
Eine Menge verbundener... Komponenten..., die nach Beziehungen geordnet ist... und sich durch eine Einheit auszeichnet, die sich in integralen Eigenschaften und Funktionen ausdrückt...	W. S. Tjuchtin	Kombiniert Komponenten, Beziehungen, Geordnetheit, Einheit und integrative Eigenschaften/Funktionen.	Komponenten, Beziehungen, Geordnetheit, Einheit, Integrative Eigenschaften
Die Vielfalt der Beziehungen und Verbindungen der Elemente einer Menge, die eine ganzheitliche Einheit bilden... eine organisierte Menge...	A. D. Ursul	Schwerpunkt auf der Vielfalt der Beziehungen, der Ganzheitlichkeit und der Organisation.	Beziehungen/Verbindungen, Vielfalt, Ganzheitlichkeit, Organisation
Ein Komplex selektiv einbezogener Komponenten, deren Interaktion... den Charakter eines Zusammenwirkens... zur Erzielung eines fokussierten, nützlichen Ergebnisses annimmt.	P. K. Anochin	Biologischer/funktionaler Ansatz. Schwerpunkt auf dem „Zusammenwirken“ der Komponenten zur Erreichung eines „nützlichen Ergebnisses“ (Ziel/Funktion).	Komponenten, Zusammenwirken, Nützliches Ergebnis (Ziel/Funktion)
	L. A. Blumenfeld	Detaillierte operationale Definition, die Beziehungen, die Unteilbarkeit von Elementen, die Ganzheitlichkeit der Interaktion mit der Umgebung und die Bewahrung der Identität bei der Evolution umfasst.	Elemente, Beziehungen, Unteilbarkeit, Ganzheitlichkeit, Umgebung, Evolution/Identität
Eine Menge von Objekten, auf der ... eine Beziehung ... realisiert wird. Dual dazu wäre die Definition ... einer Menge von Objekten, die ... Eigenschaften mit festen ... Beziehungen besitzen.	A. I. Ujomow	Logisch-philosophischer Ansatz. Schlägt zwei duale Definitionen vor: über Objekte/Beziehungen und Objekte/Eigenschaften.	Objekte, Beziehungen, Eigenschaften (logische Struktur)
Eine Komposition von Teilen (Elementen), die gemeinsam ein Verhalten oder einen Sinn erzeugen, die bei den einzelnen Bestandteilen nicht vorhanden sind.	International Council on Systems Engineering (INCOSE)	Moderne Definition aus dem Systems Engineering, die die Emergenz von Verhalten oder Sinn betont.	Teile/Elemente, Gemeinsames Wirken, Emergentes Verhalten/Sinn

Gründe für das Fehlen einer einheitlichen Systemdefinition

• Evolution des Verständnisses: Mit der Zeit wurde der Systembegriff komplexer: von frühen Interpretationen als „organisierte Menge“ bis hin zur Einbeziehung von Zielen, der Rolle des Beobachters und den Methoden zur Systemdarstellung.
• Kontext und Forschungsziele: Die Definition eines Systems hängt vom Analyseziel, der Betrachtungsebene und der Forschungsaufgabe ab. In verschiedenen Analysephasen werden unterschiedliche „Arbeitsdefinitionen“ formuliert, die die wesentlichsten Aspekte hervorheben.
• Vielfalt der Objekte und Ansätze: Systeme unterscheiden sich in ihrer Natur (z. B. gut organisierte, schlecht organisierte, selbstorganisierende), was unterschiedliche Modelle und Ansätze erfordert. In einigen Fällen kann das Ziel des Systems in der Definition fehlen (z. B. bei natürlichen Objekten).
• Das System als kognitives Konstrukt: Ein System ist ein Mittel zur bewussten Vereinfachung und Abbildung der Realität. Unterschiedliche Aufgaben der Wahrnehmung und Analyse der Realität erfordern die Erstellung unterschiedlicher Systemmodelle.