SİSTEMLERİN BİLİMSEL PARADİGMASI ÖRNEKLER: ENERJİ SİSTEMLERİ

... konulu sunumlar: "SİSTEMLERİN BİLİMSEL PARADİGMASI ÖRNEKLER: ENERJİ SİSTEMLERİ"— Sunum transkripti:

1 SİSTEMLERİN BİLİMSEL PARADİGMASI ÖRNEKLER: ENERJİ SİSTEMLERİ
BİLİM YÖNETİMİ KONFERANS 41 SİSTEMLERİN BİLİMSEL PARADİGMASI ÖRNEKLER: ENERJİ SİSTEMLERİ LEONTIEFF’NİN GİRDİ-ÇIKTI EKONOMİK MODELİ FREDERICK BETZ PORTLAND DEVLET ÜNİVERSİTESİ

2 MODERN SİSTEM PARADİGMASI
'Sistem' kavramı bir şeye, bir nesneye onun bütününü görerek, 'değişimi' göstererek ve ‘çevreyi' içine alarak bakmak anlamına gelir. Bir şeyin sistem olarak tarifi, bir şeyin ‘bütününün’, sistem durumlarının dönüşümleri olarak ilgili çevre içinde görülmesini sağlar. Açık ve kapalı sistem olmak üzere iki genel sistem formu vardır. Kapalı sistemin çevresiyle girdi çıktı ilişkisi yoktur. Açık sistem çevresinden girdi alır ve çevresine çıktı sağlar. Bütün organizasyonlar ve toplumlar açık sistemlerdir. Bazı fiziksel nesneler kapalı sistemlerdir.

3 Sistemler paradigması değişime odaklanır—özellikle dönüşümsel değişime.
FELSEFİ GEÇMİŞ: KLASİK FELSEFE GELENEKSEL YUNAN DÜNYA GÖRÜŞÜ: FANİ DÜNYA – HERCLITUS DAİMİ DÜNYA – PARMENIDES BELLİ BAŞLI FORMLAR İÇİNDE DAİMİ DÜNYA– PLATO HEM FANİ HEM DAİMİ DÜNYA -- ANAXAGORUS Mekanizmanın bilimsel paradigmasından görebildiğimiz üzere, modern fizik felsefi açıdan bir çeşit ANAXAGORUS görüşünü benimsemiş durumdadır. Fizik teorisinde hem korunum kanunları hem dinamik kuvvetler vardır- hem süreklilik hem değişim.

4 DÖNÜŞÜMSEL SİSTEMLER ÇEVRE GİRDİ SİSTEM ÇIKTI KAPALI SİSTEM – GİRDİ VAR, ÇIKTI YOK AÇIK SİSTEM -- HEM GİRDİ HEM ÇIKTI VAR

5 Kapalı bir sistem çevresine belirgin çıktılar vermez ancak çevresinden sisteme belirgin girdiler gelebilir (gelmeyebilir de). Kapalı bir sistem çoğunlukla sistemin içsel durumları arasında gerçekleşen dönüşümler aracılığıyla tarif edilir. Örneğin, dünya, yaşamın devamı için sadece güneşten enerji aldığından dolayı, tecrit edilmiş bir gezegen olarak düşünülebilir – bu yüzden kapalı sistem olarak tanımlanır. Güneş Enerjisi Girişi DÜNYA Sistem GÜNEŞ Çevre

6 ÖRNEK: Kapalı Bir Sistem Olarak Enerji Ekonomisi
Modern sanayi toplumlarının tümü doğadan elde edilen enerjinin ekonomik kullanımına bağlıdır. Dünya ekonomisinde kullanılan tüm enerji sonuçta doğadan, güneşin hidrojen füzyon reaksiyonlarından elde edilir. Güneşten gelen radyant enerji, dünya üzerindeki hava çevrimlerini yöneterek suyun hidrolojik bir çevrim içinde okyanustan karaya ve karadan okyanusa transferini sağlar. Güneşten gelen radyant enerji, hidrolojik çevrimden gelen yağmurlarla birlikte biyokütlenin artmasını sağlar. Biyokütle hem eski zamanlarda hem şimdi, topluma kömür, petrol, gaz ve odun şeklinde enerji kaynakları sağlar. Ayrıca, hidrolojik çevrim içinde okyanusa giden nehir sularından hidroelektrik kuvvet şeklinde enerji sağlanır. Rüzgar ve dalga hareketleri de enerji kaynakları oluşturur.

7 DOĞAL SİSTEMLER VE ENERJİ SİSTEMLERİ
GÜNEŞ Güneş Enerjisi Hidrolojik Çevrimler Biyokütle Oluşumu Ekvatordan Kutuplara Hava Sirkülasyonu DÜNYA Eski Biyokütle Oluşumundan Kömür ve Petrol Okyanus Sirkülasyonları Modern sanayi toplumlarının tümü doğadan elde edilen enerjinin ekonomik kullanımına bağlıdır. Dünya üzerinde kullandığımız enerji sonuçta doğadan, güneşin hidrojen füzyon reaksiyonlarından sağlanır- kapalı bir devre.

8 Enerji zincirinde ilk sanayi sektörleri, kömür madenciliği, petrol araştırma ve üretimi, odunculuk, rüzgar/dalga enerjisinden elektrik elde edilen sektörleridir. Diğer sanayi sektörleri, enerjiyi işleyen (a) kömür, uranyum ya da petrolün yanmasından elektrik elde edilen elektrik işletmeleri, (b) petrolü işleyerek gazolin, dizel yakıtı ve petrol yağları elde edilen yakıt rafinerileridir. Daha sonra gelen sanayi sektörleri, enerjiyi dağıtan (a) elektrik kuvveti dağıtım ağları, (b) gazolin ve dizel petrol dağıtım istasyonları, (c) yakıt dağıtım servisleri, (d) doğal gaz dağıtım ağlarıdır. Doğal çevrimlerden ve sanayi sektörlerinden oluşan bu karmaşık şema, ekonomiye doğadan enerji sağlar. Sonuçta enerji iki tür sistem içerir: (1) enerji kaynaklarını yaratan doğal sistemler, (2) ekonomiye enerji sağlamak için enerjiyi elde eden, işleyen ve dağıtan teknolojik sistemler.

9 ENERJİ SİSTEMLERİ Enerji Elde Etme ve İşleme Ürünler Kullanım Gaz ve Petrol Üretimi Petrol, dizel, yağ, doğal gaz şeklinde rafine edilmiş Kömür Üretimi Yakıt Biyokütle Üretimi Hidroelektrik Güç Isıtma Rüzgar Enerjisinden Elde Edilen Enerji Elektrik Okyanustan Elde Edilen Elektrik Gücü Malzeme Besleme Stokları Nükleer Elektrik Gücü Enerji üreten sanayi sektörleri enerjiyi kömür ve uranyum madenlerinden, gaz ve yakıt arama ve üretme faaliyetlerinden, ağaç kesiminden ya da rüzgar ya da dalga hareketlerinden elde edilen elektrikten sağlarlar.

10 SİSTEM ŞEKİLLERİ DOĞAL SİSTEMLER TEKNOLOJİ SİSTEMLERİ ÜRÜN SİSTEMLERİ ÜRETİM SİSTEMLERİ OPERASYON SİSTEMLERİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLETİŞİM SİSTEMLERİ ULAŞTIRMA SİSTEMLERİ GÜÇ SİSTEMLERİ ÇEVRE SİSTEMLER ORGANİZASYON SİSTEMLERİ İŞ SİSTEMLERİ HÜKÜMET SİSTEMLERİ İKTİSADİ SİSTEMLER EĞİTİM SİSTEMLERİ SAĞLIK SİSTEMLERİ ASKERİ SİSTEMLER YARGISAL SİSTEMLER

11 Bilimde sistem paradigması fiziğin quantum mekaniği için gereklidir.
Biyolojide sistem paradigması, hücre fonksiyonundaki metabolik yollar, organizma fonksiyonlarının fizyolojisi ve organik vücutların bileşimindeki yapısal sistemler için gereklidir. Bilgisayar biliminde sistem paradigması, bilişim tasarımı ve işlemler için gereklidir. Sosyal sistemlerde sistem paradigması, ekonomik, sosyal, organizasyonel, politik ve hükümete ilişkin sistemler için gereklidir. Mühendislik biliminde, bütün teknolojiler sistemdir.

12 Biyolojideki sistemler fikrini ele alalım.
Modern biyolojinin, biyologların organizmaların hücre yapısını tanımlamalarını sağlayan mikroskobun icat edilmesi ile başladığını hatırlayalım. Her hücre bir sistem, bir varlık olarak düşünülebilir. Tek hücreli organizmalarda, hücre hayatta kalmayı sağlayacak besinleri çevresini saran yapıdan sağlar. Hücrenin bir sınırı, hücre duvarı (besinler ve atıkların geçebileceği) ve bir iç yapısı vardır. İç yapı, hücrenin çoğalması için bölünmesini sağlayan çekirdekten ve hücre içinde metabolik işlemleri sağlayan mitokondri gibi diğer bazı bileşenlerden oluşur. Çok hücreli organizmalarda, hücrenin çevresi komşu hücreler ile besin getiren ve atıkları götüren bir dolaşım sisteminden oluşur. Biyolojide sistem fikri farklı ölçeklere bağlı olarak ilerler: hücre sisteminden organ sistemine, işleme sistemlerinden (dolaşım, sinir sistemi, vb. gibi) organizmaya. Sosyal biyolojide ise bireysel organizmadan daha büyük ölçekteki sistemlere –ailelere, klanlara, kabilelere, gruplara, örgütlere – doğru gider.

13 İKTİSADİ SİSTEM Sistem paradigmasının ekonomide kullanmasının bir örneği, Wassily Leontieff tarafından önerilen, ekonominin girdi – çıktı modelidir. Leontieff, bir ekonomik sektördeki (imalat veya tarım gibi) toplam üretimi (Pi) tanımlayıp, bu Pi üretim miktarının, tüketicilere (Ci), başka endüstri sektörlerine (Xij) veya diğer ülkelere ihraç edilerek (Eij) nasıl dağıldığını izlemektedir. Bu durumda, ekonomiyi sektörler olarak tanımlayan bir Leontieff girdi çıktı denklemi şöyle yazılabilir: Pi = TOPLAMJ(Ci + Xij + Eij) . Buna göre i’nci ekonomik sektördeki üretim miktarı Pi ; (a) i’nci ürünün tüketicilerine ve (b) endüstriyel tüketime ve (c) ihraç olarak dağıtılmaktadır - tüm diğer j’nci ekonomik sektörler ve tüm diğer j’nci ülkeler toplamı (TOPLAMJ ) alınarak. Matematiksel ifadede, P ve C miktarları vektör olup X ve E miktarları matristir. Ekonomi disiplininde ‘Sistem’, bir milli ekonomide üretimi ve ürünlerin sektörlerine dağılmasını açıklayan basit bir paradigmadır.

14 Wassily Leontief (1905-1999) Rusya’nın St. Petersberg şehrinde doğdu.
Leingrad Üniversitesi’ne 1921 yılında girdi ve ekonomi alanında yüksek lisans yaptı. 1925’de, siyasi sebeplerle Rusya’dan ayrıldı. Almanya’da Berlin Üniversitesi’ne girdi ve yılında ekonomi alanında doktora yaptı. 1931 yılında, Amerika’ya gitti ve 1932’de Harvard Üniversitesi’nde ders vermeye başladı. 1949’da, Leontieff Amerikan ekonomisindeki verileri, ekonomiyi 500 sektöre bölerek modelledi. 1973’de, ekonomi alanında bir Nobel ödülü kazandı ve 1975’de New York üniversitesine katıldı.

15 ORGANIZASYONEL SİSTEMLER DEVLET İLE ILGILI SİSTEMLER
Sistem fikri tüm sosyal bilimlerin merkezindedir. Örneğin, yönetim biliminde “sosyo-teknik” terimi, sistem süreçlerini sağlamak için teknoloji ve bireylerin etkileşime girdiği sistemleri göstermek için ortaya koyuldu. ÇEVRESEL SİSTEMLER TEKNOLOJİK SİSTEMLER ÜRÜN SİSTEMLERİ ÜRETİM SİSTEMLERİ İŞLEM SİSTEMLERİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLETİŞİM SİSTEMLERİ ULAŞTIRMA SİSTEMLERİ GÜÇ SİSTEMLERİ ORGANIZASYONEL SİSTEMLER İŞLETME SİSTEMLERİ DEVLET İLE ILGILI SİSTEMLER İKTİSADİ SİSTEMLER EĞİTSEL SİSTEMLER SAĞLIK SİSTEMLERİ ASKERİ SİSTEMLER ADLİ SİSTEMLER

16 Sistem Teorisi 20. yüzyılda, kendini “ sistem teorisi” olarak adlandıran, değişim ve durağanlık ile ilgili yeni bir felsefi okul ortaya çıktı. Bu terim Karl von Bertalanffy ( ) tarafından popüler biçime getirildi. Bertalanffy yılları arasında Viyana üniversitesinde Avusturyalı bir biyoloji profesördü. 1968’de, Genel Sistem Teorisi adında bu hareketlere temel oluşturacak bir kitap yayınladı. Ayrıca, aynı zamanda, gelecekteki gelişmelere temel oluşturan, sistem okuluna ilişkin Cybernetics adında diğer bir kitap da Norbert Wiener ( ) tarafından yayınlandı. Wiener matematiksel mantık üzerine bir doktora tezi yazarak Harvard’dan 1912 ylında mezun oldu. Daha sonra, sibernetik olarak adlandırdığı robotbilim ve automata üzerine odaklanarak yapay zekada öncü oldu. Sistem fikrine ilgi duyan diğer insanlar sadece biyoloji, automata ve bilgisayar bilimlerinden değildi. Sosyoloji, mühendislik ve yönetim alanlarından kişiler de vardı. Ancak tüm bunlar biraraya getirilirse, bunlar fikirlerin tarihinde bir düşünce okulu oluşturur. -- bir çok disiplinde sistemin fikrinin ne kadar merkezi olduğuna odaklanan bir okul. Böylece gerçek bir sistem “teori”si yoktur (fiziksel, kimyasal ve biyolojik teori anlamında). Ancak, ‘sistemi’ bir bakış açısı, bir bilimsel paradigma olarak ortaya koyan bir “düşünce okulu” vardır.

17 Entelektüel çerçevede, ‘sistem' bir bilim paradigmasıdır.
“Sistem” in teori ve bakış açısı olarak farkı Ervin Laslo tarafından farkedildi. Bertalanffy’ın kitabının önsözünde şöyle yazdı: “ Genel sistem teorisinin orjinal içeriği Allgemeine Sistem teorisidir Şimdi ‘Theorie’ kelimesi almancada en yakın ingilizce kelime olan ‘theory’ kelimesinden daha geniş bir anlama sahiptir Von Bertalanffy “Allgemeine Systemtheorie” den bahsettiği zaman, bu onun yeni bir bakış açısı, yeni bir bilim yapma yolu önerme görüşü ile tutarlıydı Von Bertalanffy basit bir teoriden çok daha önemli ve geniş bir konu açmıştı.. . ; Bertalanffy, teorilerin gelişimi için yeni bir paradigma yarattı..” (Laszlo in Von Bertalanffy, -----). (Ervin Laszlo ) Burada bizim kullandığımız terim, Laszlo’nun “sistem”i bir bakış açısı şeklindeki anlayışıdır. Entelektüel çerçevede, ‘sistem' bir bilim paradigmasıdır.