Bài giảng Tư duy hệ thống: Chương 1 - PGS.TS. Dương Thị Kim Oanh

Chương 1 - Tổng quan về hệ thống. Nội dung chính trong chương gồm: Quan niệm về hệ thống, mô tả hệ thống, đặc trưng của hệ thống, phân loại hệ thống, các bước phát triển một hệ thống, phân tích và thiết kế hệ thống - hai giai đoạn trung tâm của vòng đời phát triển hệ thống, quan điểm và phương pháp nghiên cứu hệ thống. Mời các bạn tham khảo.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nhập môn

TƯ DUY HỆ THỐNG

luận tư duy hệ thống.

2 Các kỹ năng tư duy và tìm

kiếm giải pháp sáng tạo

3 Hình thành ở người học khả

năng lập luận và giải quyết

vấn đề một cách hệ thống,

logic và sáng tạo

MỤC TIÊU HỌC PHẦN

CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN

NỘI DUNG MÔN HỌC

Chương 1: Tổng quan về hệ thống

Chương 2: Tư duy và tư duy kỹ thuật

Chương 3: Phương pháp luận tư duy hệ thống

Chương 4: Các phương pháp tư duy và

tìm kiếm giải pháp sáng tạo

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP

1 Đánh giá quá trình: 50%

Phương pháp: Làm việc nhóm (trên lớp và ở nhà) và bài tập cá nhân

Điểm quá trình = Trung bình cộng điểm các bài tập làm

việc nhóm và bài tập cá nhân

2 Đánh giá cuối kỳ: 50% - Tiểu luận

3 Điểm môn học: (Điểm quá trình + Điểm thi) x 0,5

TÀI LIỆU CHÍNH DÙNG TRONG BÀI GIẢNG

1 Nguyễn Địch (Chủ biên), Bùi Công Cường, Lê Văn Phùng, Thái Thanh Sơn,

Lý thuyết hệ thống và điều khiển học, Nxb Thông tin và truyền thông, 2009.

2 Phan Dũng, Tư duy logic, biện chứng và hệ thống, NXB Trẻ, 2010

3 Phan Dũng, Các phương pháp sáng tạo, NXB Trẻ, 2010.

4 Phan Dũng, Các quy luật phát triển hệ thống (các quy luật sáng tạo và đổi mới), NXB Trẻ, 2010.

5 Jamshid Gharaiedaghi, Tư duy hệ thống - quản lý hỗn độn và phức hợp - một cơ sở cho thiết kế kiến trúc kinh doanh, NXB Khoa học xã hội, 2005.

6 Dương Minh Hào (Chủ biên), Thay đổi tư duy thay đổi cuộc đời, NXB Thanh

niên, 2011.

7 http://vmhn.org/2009/02/16/tư-duy-hệ-thống-systems-thinking/

8 http://www.thinking.net/Systems_Thinking/OverviewSTarticle.pdf

9 pdf-version

https://www.leveragenetworks.com/pathways/introduction-systems-thinking-10.Nguyễn Trọng Khanh, Phát triển năng lực và tư duy kỹ thuật, NXB Đại học

Sư phạm, 2011

TÀI LIỆU CHÍNH DÙNG TRONG BÀI GIẢNG

11 Nguyễn Xuân Thức (chủ biên), Tâm lý học đại cương, NXB Sư phạm Hà

Nội, 2007

12 Tony Buzan, Lập sơ đồ tư duy, NXB Tổng hợp tp HCM, 2010.

13 PGS.TS Thái Bá Cần, Bài giảng Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ

thuật, Trường ĐH SPKT tp HCM

14 Napoleon Hill’s, Chìa khóa tư duy tích cực, NXB Trẻ, 2011.

15 Jean Luc Deladriere, Sắp xếp ý tưởng với sơ đồ tư duy, NXB Tổng hợp tp

HCM, 2010.

16 Phạm Thành Nghị, Giáo trình Tâm lý học sáng tạo, NXB Đại học quốc gia

Hà Nội, 2012.

17 Michael C Jackson System Thinking Creative holism for managers John

Wiley and Sons Ltd Englandd 2003

18 Hubert Anton Moser Systems Engineering, Systems Thinking and Learning

- A Case Study in Space Industry Springer International Publishing

Switzerland 2014

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1 QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

Hệ thống không phải là khái niệm nguyên thủy – có thể dùng những khái niệm đã biết để định nghĩa

thế nào là hệ thống

1 QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

HỆ THỐNG NHÂN TẠO

Con người thiết kế

và chế tạo

1 QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

Hệ thống không phải là khái niệm nguyên thủy – có thể dùng những khái niệm đã biết để định nghĩa

có được những chức năng hay

mục tiêu (của chính nó hay được

con người gán cho) của hệ thống

VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG

1 Máy bay là tập hợp các yếu tố như động cơ, thùng nhiên liệu, thân, cánh quạt, đuôi, càng, bánh xe, mạng điện

2 Các yếu tố này liên kết chặt chẽ với nhau

3 Toàn bộ máy bay có tính chất bay

4 Tính chất này không thể quy về thành tính chất của từng yếu tố, từng mối liên kết riêng rẽ

VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG

1 Bè chuối là tập hợp các yếu tố gồm các cây chuối liên kết với nhau bằng các thanh tre

2 Toàn bộ bè chuối có tính chất thăng bằng ổn định, không

bị lật

3 Từng yếu tố (câu chuối) và từng mối liên kết (thanh tre) đứng riêng rẽ không thể tạo nên tính chất thăng bằng ổn định và bè chuối không bị lật

1 Hệ thống có một tín hiệu vào và một tín hiệu ra gọi là hệ thống một tín hiệu

vào một tín hiệu ra - hệ đơn tín hiệu

1 QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

Hệ thống là một tập hợp các phần tử liên kết với nhau một cách chặt chẽ thành một nhất thể nhằm thực hiện được một số

chức năng nhất định

CÁC LƯU Ý VỀ HỆ THỐNG

Khi xác định một

hệ thống, điều

quan trọng đầu tiên

là việc đưa ra đối

Đối với nhiều hệ thống, đối tượng nào thuộc hệ thống và đối tượng nào không thuộc hệ thống là vấn đề vô

cùng phức tạp.

Hệ thống máy móc nhân tạo (đồng hồ, tivi, xe đạp …)

1 Các liên kết rõ ràng (vừa là liên kết định vị, vừa là liên kết chức năng): Các phần tử (chi tiết hay linh kiện) rời rạc tạo nên một nhất thể (hệ thống) có thể thực hiện được những chức năng nhất định.

2 Nếu bỏ đi hoặc thiếu một phần tử, hệ thống sẽ tan rã.

Đối với nhiều hệ thống, các phần tử của chúng có nhiều loại liên kết khác nhau, thể hiện dưới nhiều hình thức khác nhau và với nhiều mức độ khác nhau nên việc lựa chọn những liên kết để đưa vào hệ thống

là một vấn đề phức tạp

hình thành một cách tự nhiên.

nghiên cứu không cần

thiết phải chia nhỏ hơn.

HỆ THỐNG CON VÀ SỰ PHÂN CẤP HỆ THỐNG

1 Hệ thống con là hệ thống trong

đó một số phần tử liên kết với

nhau tạo nên bộ phận nhất thể,

bộ phận này có đầy đủ tư

LIÊN KẾT GIỮA CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG VÀ TÍNH TRỘI CỦA HỆ THỐNG

1 Tính trội của hệ thống là hiện tượng nhiều phần tử liên kết với nhau tạo nên một nhất thể mới nhằm thực hiện một số chức năng nhất định mà từng phần tử một không có

2 Sự liên kết giữa các phần tử trong hệ thống càng chặt chẽ và hợp lý bao nhiêu, tính trội của hệ thống càng tăng bấy nhiêu

3 Hệ thống người – máy tạo nên một nhất thể có tính trội vượt bậc nếu các phần tử trong hệ thống này liên kết một cách hợp lý và chặt chẽ

4 Tính trội của hệ thống làm mất đi tính yếu, tính tiêu cực của mỗi phần tử

Tính trội của hệ thống là sức mạnh của hệ thống

TÍNH CƯỠNG BỨC CỦA HỆ THỐNG VÀ HỆ THỐNG BỊ CƯỠNG BỨC

1 Sự liên kết giữa các phần tử trong hệ thống không chỉ tạo

ra tính trội mà còn tạo ra tính cưỡng bức.

2 Hệ thống lớn bắt buộc các hệ thống con và các phần tử của mình hoạt động đúng quy chế.

3 Nếu quy chế hợp lý, các hệ thống con đều chấp nhận, sự cưỡng bức theo quy chế là nguồn gốc tính trội của

hệ thống.

4 Nếu quy chế không hợp lý, một số hệ thống con phải chấp nhận thực hiện trên diện rộng và trong thời gian dài, tính

trội dần dần bị trị tiêu và hệ thống trở thành hệ thống bị cưỡng bức.

M ỤC TIÊU VÀ CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG

1 Khi hình thành hệ thống, đồng thời cũng hình thành mục tiêu và chức năng của hệ thống đó

2 Các hệ thống máy móc không có mục tiêu, chúng chỉ có chức năng (tính năng và công dụng của máy) do các nhà thiết kế

đề ra

3 Đối với hệ thống tự nhiên (sinh vật nói chung và con người là sinh vật tiến hóa cao nhất): mục tiêu là sự tồn tại và phát triển của chính bản thân sinh vật

4 Trong các hệ thống kinh tế xã hội: hệ thống mục tiêu đa cấp

3 ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG

1 Mỗi hệ thống gắn liền với một hình thức tổ chức nhất định:

• Tính tổ chức thể hiện ở cấu trúc thứ bậc, đặc trưng cho kết cấu hình thức và phương thức hoạt động của hệ thống

• Mỗi hệ thống gồm nhiều phân hệ, nhiều hệ con, nhiều phần tử hợp thành

• Mỗi phân hệ, mỗi hệ con, mỗi phần tử vừa thuộc các hệ thống lớn, vừa thuộc một số hệ thống con của hệ thống đó

 Bất kỳ một hệ thống nào cũng có thể là một phần tử của hệ thống loại cao hơn, đồng thời cũng có thể thuộc một hệ thống loại thấp hơn

3 ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG

2 Các phần tử của hệ thống phải

được bố trí theo cách đặc biệt để

hệ thống thực thi được mục tiêu và

chức năng của nó

3 Hệ thống duy trì sự ổn định bằng

việc điều chỉnh dựa trên phản hồi:

thông tin quay trở lại nguồn phát

của nó để gây ảnh hưởng tới hành

động tiếp theo của nơi phát

4 Đặc trưng của hệ thống không phải

chỉ là các mối liên hệ và quan hệ

giữa các phần tử cấu thành, mà

còn là sự thống nhất với môi

trường, thông qua những quan hệ

qua lại của chúng với môi trường

8 Hệ thống điều khiển được và hệ

thống không điều khiển được.

9 Hệ thống tự tổ chức.

10.Hệ thống tự điều chỉnh

HỆ THỐNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG NHÂN TẠO

1 Hệ thống tự nhiên là hệ

thống được hình thành

trong quá trình tiến hóa

của thế giới tự nhiên (hệ

2 Ví dụ:

Hệ thống hỗn hợp

1 Là hệ thống gồm các phần tử trừu tượng hay vật chất, kể cả con người.

2 Ví dụ: trường học

thống lớn.

rất khác nhau.

có thể mô tả chính xác tương tác giữa các phần tử.

2 Hành vi của hệ thống chưa được xác định rõ, chỉ xác định được hành

vi với một xác xuất nào đó

3 Ví dụ: Kết quả dạy học, tăng trưởng kinh tế

HỆ THỐNG CÓ MỤC TIÊU VÀ HỆ THỐNG KHÔNG CÓ MỤC TIÊU

2 Ví dụ: Hệ mặt trời

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC VÀ HỆ THỐNG KHÔNG ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC

1 Hệ thống điều khiển được là hệ thống mà trạng thái hoặc hành

vi của nó có thể được hướng tới mục tiêu cho trước

2 Sự định hướng này được thực hiện do các tác động điều khiển

từ bên ngoài hệ thống hay do có cơ chế điều khiển tồn tại ngay bên trong hệ thống - hệ thống tự điều khiển hay hệ thống có

điều khiển

3 Hệ thống tự điều khiển bao giờ cũng gồm có hai phân hệ: phân

hệ điều khiển và phân hệ bị điều khiển Hai phân hệ này tương tác với nhau

HỆ THỐNG TỰ TỔ CHỨC VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐIỀU CHỈNH

Hệ thống tự tổ chức

Là hệ thống mà trong quá trình

hoạt động nó tự thay đổi và

hoàn chỉnh cơ cấu của mình

rồi thiết lập những tiêu

chuẩn xác định giới hạn nội

cân bằng của nó

Hệ thống tự điều chỉnh

• Là hệ thống luôn giữ được đặc trưng chủ yếu của cơ cấu cho dù chịu mọi tác động của môi trường

• Trước tác động của môi trường, hệ thống tự điều chỉnh vẫn giữ được cấu trúc

ổn định bằng cách tự biến đổi trong giới hạn cho phép hoặc tác động trở lại để điều chỉnh môi trường

5 CÁC BƯỚC PHÁT TRIỂN CỦA MỘT HỆ THỐNG

1 Nghiên cứu, tổ chức xây dựng và quản lý hệ thống được tiến hành thông qua một dự án.

• Dự án là hình tượng về một tình huống (một trạng thái) mà con người muốn đạt tới.

• Dự án là một hoạt động đặc thù tạo nên một thực thể mới một cách có phương pháp và gắn liền với các phương tiện (nguồn lực) cho trước.

1 Mỗi dự án là một hệ thống, được đặc trưng bởi các bộ phận cấu thành và các mối liên hệ giữa các bộ phận đó, đồng thời được đặt trong mối quan hệ tương tác với môi trường.

2 Một dự án phát triển hệ thống gồm các đặc trưng sau:

• Mục tiêu của dự án

• Các giai đoạn

• Tính trội của hệ thống

• Môi trường

5 CÁC BƯỚC PHÁT TRIỂN CỦA MỘT HỆ THỐNG

X ác định mục tiêu Xác định các nguồn lực Xây dựng cấu trúc và các nguyên tắc xây dựng Xác định hành vi, lập lịch trình và tiến độ thực hiện

Đánh giá rủi ro

Đề xuất các nhiệm vụ thực thi Đào tạo lực lượng thực hiện Theo dõi, cung cấp thông tin về tiến trình thực hiện

và các biến động

6 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Phân tích hệ thống là phương pháp nghiên cứu các đối tượng bất kỳ, đưa ra cấu trúc, các quy luật vận động và phát triển của nó với tính cách là một hệ thống

6 THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

CÁC BƯỚC PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

1 Xác định rõ những yếu tố, những bộ phận bên trong hệ thống với những cái bên ngoài hệ thống (môi trường), các yếu tố, các bộ phận cấu thành hệ thống.

2 Phân chia hệ thống thành các hệ con , phân tích vị trí, chức năng của chúng trong hệ thống, chú ý đến thứ bậc trong cấu trúc của hệ thống.

3 Nghiên cứu đầy đủ những mối liên hệ giữa các yếu tố , hệ con của hệ thống và những mối liên hệ giữa hệ thống với môi trường.

4 Nghiên cứu phương thức tác động qua lại giữa các yếu tố, bộ phận cấu thành hệ thống, giữa hệ thống với môi trường nhằm tìm ra các đặc trưng (thuộc tính) của hệ thống.

5 Làm rõ quá trình điều khiển của hệ thống để nhận thức hoạt động, nhất là hoạt động hướng đích của hệ thống.

6 Phân tích hệ thống không chỉ nhằm nghiên cứu cấu trúc mà còn nghiên cứu cả quá trình phát triển của hệ thống

6 P HÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Thiết kế hệ thống là việc vạch ra kiến trúc của một hệ thống kỹ thuật (cả phần cứng và phần mềm), bao gồm việc xác định các yếu tố và thành phần, chức năng của chúng, mối liên

hệ giữa chúng với nhau … để tạo lập nên một hệ thống thống nhất nhằm thực hiện một công việc dự định

6 THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

Xây dựng một hệ thống (cây cầu, đồ chơi, vật dụng dùng trong học tập

và cuộc sống, vật trang trí, quà lưu niệm ) bằng các vật liệu đã qua sử dụng (que kem, bìa carton, ống hút, tăm tre, giấy )

LƯU Ý VỀ NỘI DUNG VÀ CÁCH THỨC THỰC HIỆN

• Các nhóm báo cáo kết quả trước lớp.

1 Đánh giá kết quả theo các tiêu chí:

• Tính khả thi của dự án.

• Tính khoa học của dự án.

• Cách thức trình bày.

7 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

1 Quan điểm nghiên cứu hệ thống

• Quan điểm vĩ mô (nghiên cứu

chức năng)

• Quan điểm vi mô (nghiên cứu

cấu trúc)

• Quan điểm nghiên cứu hỗn

hợp (nghiên cứu cấu trúc -

chức năng)

1 Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp mô hình hóa

• Phương pháp hộp đen

• Phương pháp phân tích

hệ thống

QUAN ĐIỂM NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

1 Quan điểm nghiên cứu là căn cứ xuất phát quy định phương hướng suy nghĩ, cách xem xét và hiểu các vấn đề của hệ thống

2 Những căn cứ ở đây gồm góc nhìn của người nghiên cứu, phương pháp và phương tiện người nghiên cứu sử dụng

QUAN ĐIỂM NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

QUAN ĐIỂM VĨ MÔ

1 Quan điểm vĩ mô là

quan điểm nghiên cứu

các khía cạnh bên

ngoài hệ thống.

2 Quan điểm vĩ mô trả

lời các câu hỏi:

1 Quan điểm vĩ mô là

quan điểm nghiên cứu

hệ thống của các cơ

quan quản lý vĩ mô.

QUAN ĐIỂM VI MÔ

1 Quan điểm vi mô là quan điểm nghiên cứu

đi vào bên trong hệ thống.

2 Quan điểm vi mô trả lời các câu hỏi:

• Phần tử của hệ thống là gì?

• Hệ thống có những phần tử nào?

• Giữa các phần tử

có tồn tại mối quan hệ nào?

1 Quan điểm vĩ mô là quan điểm nghiên cứu của các nhà quản lý trực tiếp các hệ thống.

QUAN ĐIỂM HỐN HỢP

Quan điểm hỗn hợp là sự kết hợp quan điểm vĩ

mô và vi mô căn cứ vào các thông tin có được và vào mục đích nghiên cứu

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

1 Phương pháp mô hình hóa

2 Phương pháp hộp đen

3 Phương pháp phân tích hệ thống

PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA

1 Phương pháp mô hình hóa là

phương pháp nghiên cứu hệ

thống thông qua mô hình khi

biết rõ được 3 yếu tố là đầu

vào, đầu ra và cấu trúc của

hệ thống

2 Mô hình là sự mô tả hệ thống

qua các đặc trưng cơ bản của

hệ nhờ kinh nghiệm và nhận

thức của con người

3 Mô hình bao gồm một luận

PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA

Xây dựng mô hình của hệ thống phải nghiên cứu

Quan sát, thử nghiệm trên mô hình, thu nhận

các kết quả thử nghiệm

Phân tích, nghiên cứu các kết quả thu được

và rút ra kết luận ban đầu

Đối chiếu kết luận rút ra từ mô hình với kết quả thực tế để đối chứng xem kết luận rút ra từ mô hình lý thuyết có chuẩn xác hay không Chỉnh lại kết quả rút ra từ mô hình (nếu thấy cần thiết) cho phù hợp với

thực tế, sau đó đem sử dụng lý thuyết đã được xây dựng

PHƯƠNG PHÁP HỘP ĐEN

1 Phương pháp hộp đen là

phương pháp nghiên cứu

hệ thống khi biết rõ yếu tố

đầu vào, đầu ra, song

không biết yếu tố cấu trúc

của hệ thống (đó là một

hộp đen)

2 Nhiệm vụ nghiên cứu là

phải xác định rõ mối quan

hệ giữa đầu ra với đầu

vào của hệ thống và

không nhất thiết phải tìm

ra cấu trúc của hệ thống