Geschlossenes System

Geschlossenes System

Ein geschlossenes System ist ein System, das praktisch keine Energie, Materie oder Information mit seiner Umgebung austauscht. In der Systemanalyse wird das Konzept des geschlossenen Systems verwendet, um Modelle und Objekte zu beschreiben, deren Funktionsweise als autonom gegenüber externen Einflüssen betrachtet werden kann.

Allgemeine Merkmale

Ein geschlossenes System ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

• das Fehlen oder die Minimierung von Stoff-, Energie- und Informationsflüssen zwischen dem System und seiner Umgebung;
• autonome Funktionsweise – Zustand und Verhalten des Systems werden durch seine internen Strukturen und Prozesse bestimmt;
• relative Unabhängigkeit von Veränderungen in der externen Umgebung;
• Begrenztheit der Ressourcen und Entwicklungsmöglichkeiten innerhalb des Systems.

Vollständig geschlossene Systeme sind in der Realität äußerst selten. Das Modell eines geschlossenen Systems wird jedoch häufig für eine vereinfachte Analyse von Prozessen verwendet, bei denen der Einfluss externer Faktoren vernachlässigbar klein ist oder bewusst ausgeschlossen werden kann.

Besondere Eigenschaften geschlossener Systeme

• Isolation von der Umgebung – Die Verbindungen des Systems zu externen Objekten fehlen entweder oder sind äußerst geringfügig.
• Geschlossener Funktionskreislauf – Die Prozesse laufen innerhalb des Systems ab, ohne Zufuhr oder Abfluss externer Einwirkungen.
• Strukturkonstanz – Die Begrenzung externer Einflüsse trägt zur Erhaltung der Struktur und der internen Verbindungen bei.
• Deterministisches Verhalten – Im Modell wird angenommen, dass der Zustand des Systems vollständig durch seine internen Gesetze und Anfangsbedingungen bestimmt wird.

Beispiele für geschlossene Systeme

• ein idealisiertes thermisches System, das von seiner Umgebung isoliert ist (im Rahmen eines thermodynamischen Modells);
• ein autonomes technisches System in einer Testkammer mit konstanten Bedingungen;
• geschlossene mathematische Modelle, bei denen alle Eingangs- und Ausgangsparameter fest und vorgegeben sind.

Es ist wichtig zu verstehen, dass in der Praxis absolut geschlossene Systeme praktisch nicht existieren – jedes reale System interagiert in gewissem Maße mit seiner Umgebung.

Das geschlossene System in der Systemanalyse

In der Systemanalyse werden Modelle geschlossener Systeme für folgende Zwecke verwendet:

• zur Vereinfachung der Analyse komplexer Prozesse durch den Ausschluss externer Faktoren;
• zur Untersuchung der internen Funktionsgesetzmäßigkeiten von Systemen;
• zum Aufbau von Basismodellen, die anschließend durch die Berücksichtigung der Offenheit komplexer gestaltet werden;
• zum Testen von Hypothesen über das Verhalten von Systemen unter stabilen Bedingungen.

Die Analyse geschlossener Systeme ermöglicht es, grundlegende Funktionsprinzipien der internen Mechanismen eines Systems zu identifizieren, bevor externe Einflüsse berücksichtigt werden.

Grenzen des Modells eines geschlossenen Systems

Das Modell eines geschlossenen Systems weist eine Reihe von Einschränkungen auf:

• die Unmöglichkeit, die adaptiven Eigenschaften realer Systeme zu berücksichtigen;
• die Ignoranz gegenüber den Auswirkungen von Veränderungen in der externen Umgebung;
• das Fehlen der Möglichkeit, Prozesse der Selbstentwicklung und Selbstorganisation zu beschreiben;
• die begrenzte Anwendbarkeit auf dynamische, sich entwickelnde Systeme.

Daher ist die Modellierung geschlossener Systeme in der Systemanalyse in der Regel ein Zwischenschritt der Untersuchung, ein Übergang zu umfassenderen Modellen offener Systeme.

Geschlossene und offene Systeme

Das geschlossene System steht im Gegensatz zum offenen System, das aktiv Energie, Materie und Informationen mit seiner externen Umgebung austauscht.

Vergleich der Hauptmerkmale:

Merkmal	Geschlossenes System	Offenes System
Austausch mit der externen Umgebung	Fehlt oder ist minimal	Aktiver Austausch
Abhängigkeit von der Umgebung	Unabhängig	Abhängig
Anpassungsfähigkeit	Begrenzt	Ausgeprägt
Evolutionspotenzial	Gering	Hoch