1 Thomas Herrmann 26.4.2001 Theorie soziotechnischer Systeme informatik & gesellschaft BeispieleFragenWas fehlt? Theorie soziotechnischer Systeme Thomas

1Thomas Herrmann 26.4.2001

Theorie soziotechnischer Systemeinformatik & gesellschaft

Beispiele Fragen Was fehlt?

Theorie soziotechnischer Systeme

Thomas HerrmannInformatik und Gesellschaft

FB InformatikUniversität Dortmund

iundg.cs.uni-dortmund.de




Überblick

1. Systemtheoretischer Hintergrund

2. Merkmale der neueren Systemtheorie

3. Eigenschaften sozialer Systeme im unterschied zu technischen Systemen und zu kognitiven Systemen

4. Systemtheoretische Sicht auf wichtige Grundbegriffe und -patterns

5. Modellierungsbezogene Erkenntnistheorie (Konstruktivismus) und Paradoxien

6. Methodologie der Gestaltung soziotechnischer Systeme

Querschnitts-themen

Vergleich mit anderen Ansätzen

Modellierung von Systemen




Motivation

• Was heißt integrierte - Technikentwicklung- Organisationsentwicklung- Personalentwicklung (Auswahl, Qualifizierung, ...)- Entwicklung der Unternehmenskultur (Werte,

Belohnungssystem, ...)

• Welche Formen der Integration sind bei sozio-technischen Systemen sinnvoll- aufeinanderaufbauend, - gegebenen Output bzw. Bedingungen berücksichtigen, - synchronisierter Entwurf und Umsetzung

• Wie lässt sich die Integration verwirklichen?

„Systemisches Denken“ ist erforderlich!




Verschiedene Arten von Systemen (Luhmann94, 16)

Systeme

Ma-schinen

Orga-nismen

soziale Systeme

psychische Systeme

Interak-tionen

Organisa-tionen

Gesell-schaften

Ebenen dürfen nicht verwechselt werden.

Zum Beispiel lassen sich psychische und soziale Systeme, nicht aber Maschinen und Organismen durch Sinngebrauch charakterisieren.“




...

Ein System also besteht aus bestimmten Elementen, die in bestimmten Relationen zueinander stehen.

Was ist ein System (Krieger96,12)




Drei Arten der Systemdefinition (Ropohl95, 189)

... bis in die 1970er Jahre konnte man drei Konzepte unterscheiden ... Das funktionale Konzept betrachtet Attribute des Systems (Zustände, In- und Outputs) und Zusammenhänge zwischen diesen Attributen (Funktionen11), die das äußere Verhalten des Systems charakterisieren; man spricht auch von einem Black-Box-Konzept [11 Die Allgemeine Systemtheorie verwendet, im Gegensatz zu Biologie und Soziologie, keinen teleologischen, sondern einen deskriptiven Funktionsbegriff.]

Das strukturale Konzept beschreibt den inneren Aufbau des Systems, seine Zusammensetzung aus Elementen und Relationen zwischen den Elementen.

Das hierarchische Konzept schließlich fasst das System als eine Ebene innerhalb eines geschichteten Mehrebenen-Modells auf, derart, daß es als Teil eines Supersystems erscheint und seinerseits aus Subsystemen besteht.

Diese drei Konzepte können aber zu einem konsistenten Gesamtmodell verbunden werden; ...




Teile und Relationen – erweitert!

System; Zustand:{0,1,2,3,4}

E3

E1 E2

E4E4

Sub-System_1

Sub-System_2E3

E1 E2




System-Gesetzmäßigkeiten (Ropohl95, 189)

In erster Näherung freilich scheinen mir die folgenden Gesetzesaussagen plausibel:

(a) Das System ist mehr als die Menge seiner Elemente (weil erst die Menge der Relationen die besondere Systemqualität bestimmt)(???)

(b) Das System ist auf seiner eigenen Hierarchieebene nicht vollständig beschreibbar (Prinzip des ausgeschlossenen Reduktionismus)

(c) Die Struktur des Systems bestimmt seine Funktion

(d) Die Funktion des Systems kann mit verschiedenen Strukturen erzeugt werden.




Detaillierte Systemdefinition (Klir69, 55)

1) Eine Menge von externen Größen (Attributen) und dem Grad der Auflösung ihrer Werte („a given set of external quantities regarded at a certain resolution level“)

2) Aktivität des Systems: „A given ensemble of variations of some quantities under consideration“

3) Permanentes Verhalten: „... a given time-invariant relation between instantaneous and/or past and/or future values of external quantities“ (die Werte können mit Wahrscheinlichkeiten verbunden werden)

4) Elemente und deren Koppelung: „a given set of elements together with their permanent behaviors, and a set of couplings on the one hand and between the elements and the environment on the other.Koppelung zweier Elemente : Schnittmenge ihrer externen Größen.

5) Zustands-Übergangs-Diagramm: a set of states together with a set of transitions between the states (die Übergänge können mit einer Wahrscheinlichkeit verbunden werden)

3 Arten von Relationen: Verhalten beschreibend, Koppelungen, Zustandsübergänge




Beispiel: Klimaanlage

t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7

Lufttem-peratur

LT 19 18 19 20 21 22 22

Temperatur der Heizung

TH 0 20 30 40 50 60 50

gewählte Temperatur

GT 21 21 21 21 21 21 21

Kraft am Ther-moschalter

KT 0 1 1 1 1 0 0

Kühlmittel-stand

KS voll voll voll voll voll voll voll

Strom-spannung

SP 220 220 220 220 220 220 220

Verhalten

TH<= 60;

GT+3 > LT > GT-3;

SP=220




Klimaanlage: Elemente und Koppelungen




Klimaanlage: Zustände und -übergänge




„Kontrollierte“ Systeme (Klir69, 68)

1) Unterscheidung von Input- und Output-Größen

2) Permanentes Verhalten: Relationen zwischen den zuletzt gemessenen Werten und den vorangegangenen

3) Koppelung zwischen Elementen in Input/Output relationen

4) Die Übergänge zwischen zwei Zuständen können einem einzigen Stimulus zugeordnet werden.

externeGrößen

interneGrößen

Input(unabhängige

Variabeln)

Output(abhängige Variabeln)




„General Systems theory“ (Klir69, 68)

1) Jedes konkrete System oder jede Klasse von konkreten Systemen lässt sich in ein abstraktes System abbilden (mapping)

2) Das abstrakte System repräsentiert ein Modell

3) Alle abstrakten Systemmodelle repräsentieren den Gegenstandsbereich der „General Systems Theory“

4) Man untersucht Probleme auf der Ebene konkreter Systeme durch eine Übertragung auf die Modellwelt, entwickelt dort Lösungsideen und versucht diese wieder auf die konkrete Ebene zurückzuübertragen.




Nicht nur Maschinen, sondern alle Systeme sind kybernetische Modelle...

Flechtner,70, Grundbegriffe der Kybernetik: „Sicherlich kann man Maschinen und Organismen, die Menschen und ihre Gemeinschaft auch als Systeme ansehen ... also abstrakt gesprochen: strukturierte Systeme, die sich zu anderen Systemen irgendwie verhalten, somit nicht starre, sondern dynamische Systeme sind.

...

Kybernetik ist die allgemeine, formale Wissenschaft von der Struktur, den Relationen und dem Verhalten dynamischer Systeme[S.10]“

Systeme und Kybernetik (Krieger96,21f)




Was nun?

Kybernetische Definition abgleichen

mit dem, was wir zur Charakterisierung

unser eigenen Beispiele an

Definitionsbestand-teilen brauchen

Was fehlt?

Wie sieht unsere allgemeine Systemdefinition aus?Was können wir unter systemischem Denken verstehen?

sozialwissen-schaftliche Definition

des allgemeinen Systembegriffs(Luhmann84)




… Ganzheiten die aus Teilen bestehen.

Das Problem dieser Tradition war, dass das Ganze doppelt gedacht werden mußte: als Einheit und als Gesamtheit der Teile; aber damit war nicht geklärt, wie das Ganze, wenn es nur aus Teilen plus Surplus bestehe, auf der Ebene der Teile als Einheit zur Geltung gebracht werden könne.

Ganzheit und Teile (Luhmann94, 20)




Selbstreferenz heißt auf der Ebene der Elemente: daß diese sich durch Rückbezug auf sich selbst miteinander verhaken und dadurch Zusammenhänge bzw. Prozesse ermöglichen. Dies kann jedoch nur bei hinreichender Gleichartigkeit der Elemente geschehen.

Es kann deshalb, um dies an Extremfällen zu verdeutlichen, keine Systemeinheit von mechanischen und bewussten, von chemischen und sinnhaften-kommunikativen Operationen geben. Es gibt Maschinen, chemische System, lebende Systeme, bewusste Systeme, sinnnhaft-kommunikative (soziale) Systeme, aber es gibt keine all dies zusammenfassende Systemeinheiten.

Selbstreferenz und Homogenität (Luhmann94, 67)




Der Begriff Selbstreferenz bezeichnet die Einheit, die ein Element, ein Prozeß, ein System für sich selbst ist.

Die Theorie selbstreferentieller Systeme behauptet, daß die Systeme in der Konstituierung ihrer Elemente und ihrer elementaren Operationen auf sich selbst Bezug nehmen.

Systeme müssen, um sich selbst zu ermöglichen, eine Beschreibung ihres Selbst erzeugen und benutzen; sie müssen mindestens die Differenz von System und Umwelt systemintern als Orientierung und als Prinzip der Erzeugung von Informationen verwenden können....[Heinz von Foerster: On Self-Organizing Systems and Their Environment in: Marshall C. Yovits / Scott Cameron (eds.) Self-organizing Systems, Oxford 1960]

siehe auch v. Foerster in Floyd et al. 92

Vorgriff auf Selbstreferenz (Luhmann94, 58&25)




In may case I can easily trace my sense of the complementary between cybernetics and self-organization to my fascination with the logic of circularity, along the lines of circular causality, recursive functions, closure, self-reference, paradox or, in its modern cloth, non-linear dynamics, chaos theory and others. I see these conceptual buds popping out at various times from the main body of cybernetic thought.

von Foerster und Kybernetik (v. Foerster in Floyd et al. 92, 76)




Bruch und Kontinuität

Wiener

von Foerster

Luhmann

Rekusivität,zirkuläre Kausalität

Selbstreferenz,Selbst-

organisation

strukturelle Ähnlichkeit der Systeme

strukturelle Unterschiede




• computergestützte Lerngruppe

• Handlungssystem: Adoption von Technik

• Roboter in Menschenumgebung (z.B. Reinigungsroboter,

Pflegeroboter, Haustier [oder zur Bekämpfung von Waldbränden

im Verbund mit menschlichen Akteuren; TH])

• Informatik Studierende

• Wirtschaft

• Unternehmensorganisation; Kunden als System [Zuordnung

durch TH]

• Ameisenhaufen

• Kultur

Welche Beispiele von Systemen wollen wir näher in Betracht ziehen




• Verhältnis zwischen Klassen und Instanzen bei Systemen?

• Was haben die verschiedenen Arten von Systemen gemeinsam?

• Wie faßt man mit dem entwickelten Begriffen das Phänomen

„Prozess“ und „Veränderung“?

• Was verbirgt sich genau hinter Checklands Differenzierung

(Natural systems, Designed physical systems, Designed abstract

systems, Human activity systems )?

• Hat die Kybernetik noch irgendeine Relevanz für sozio-

technische Systeme?

• Wie verhalten sich „Systemtheorie“ und „systemisches Denken“

zueinander?

Welche weiteren Fragen stellen sich?(TH vor dem 19.4.2001)




• Eigenschaften: Lassen sie sich über Relationen darstellen, ist der Urstoff homogen

(alle Elemente haben die gleiche Eigenschaften)

Eigenschaften als Vergleiche auffassen, nur über Relationen kann man eine

Differenz herstellen, feststellen. Z.B. geht Messung nur über das „Verhalten“ von

Elementen zueinander

Einwand: Eine Relation ist irgendwie mehr, als ein Attribut.

• Gibt es Relationen, die man nicht als Attribut darstellen kann?

• Einwand: gleiche Eigenschaften bilden noch keinen Systemzusammenhang.

• Was wäre wenn es nur ein Element gebe.

• Seligieren und ordnen fällt in eins!

• Ist ein psychisches System überhaupt ohne soziales System denkbar,

konstituierbar? Ist die Frage sinnvoll? Wie steht das im Verhältnis zu Sinn?

• Was ist ein psychisches System?

• Kann aus der Kooperation von Maschinen ein Emergenzsprung entstehen neue

Soziale Systeme? Macht das Sinn? Könnte man das merken?

• Die Arten der Systeme , -ebenen auf die Definition beziehen.

Welche weiteren Fragen stellen sich (19.4.01)




• Auf welcher Ebene sind die funktionalen Aspekte anzusiedeln?

• Problem der operationalen Semantik – ist sie bei SeeMe gelöst?

• Wie lässt sich der Satz „Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“

begründen, was hießt „mehr“?

• Wann spricht man von unterschiedlichen Strukturen?

• Wie unterscheidet man relevante von irrelevanten Aspekten der

Systembeschreibung?

Welche weiteren Fragen stellen sich (26.4.01)




• D.J.Krieger96 Einführung in die allgemeine Systemtheorie. München

• P.Checkland,81, Systems Thinking, Systems Practice. Chichester

• N. Luhmann94,Soziale Systeme, Frankfurt

• U. An der Heiden92 Selbstorgansiation in dynamischen Systemen. in Krohn&

Küppers (27-56)

• W.Krohn&G.Küppers(Hrsg.)92: Emergenz. Die Entstehung von Ordnung,

Organsation und Bedeutung. Frankfurt.

• M.Stadler/P.Kruse92 Zur Emergenz psychischer Qualitäten. in Krohn& Küppers

(134-160)

• H. von Foerster85, Sicht und Einsicht. Wiesbaden: Vieweg

• G. Ropohl79 Eine Systemtheorie der Technik. München/Wien

• G. Ropohl95 Eine Modelltheorie soziotechnischer Systeme in: Halfmann95

Technik und Gesellschaft Bd.8, Frankfurt/New York 185-210.

• N.Wiener63(1. Aufl.48) Kybernetik Düsseldorf

• N.Wiener52 Mensch und Menschmaschine Frankfurt

• H.vFoerster&Floyd 92, Self-Organization and Software Development in Floyd et al.

92 Software Development and Reality Construction. Berlin u.a. (75-85)

• G. J. Klir: An Approach to General Systems Theory New York 1969

Literatur

Documents

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