Basisbegrippen Systeemleer
 

Elk model is te vergelijken met een bril waarmee je naar bepaalde aspecten van de werkelijkheid kijkt. Verreweg de meeste kennisoverdracht vindt plaats met behulp van modellen. Ook in The Art of Management werken we met vele verschillende modellen.

Wat is eigenlijk een model, welke soorten zijn er, wat is het nut en wat zijn de risico’s? Om deze vragen te beantwoorden maken we gebruik van de systeemleer. Het is de meest universele bron die aan vrijwel alle disciplines ten grondslag ligt. Elk model, elk ontwerp en elke architectuur is gebaseerd op ongeveer tien fundamentele basisbegrippen uit de systeemleer. Het gaat om begrippen als functie, constructie, decompositie en beschouwingsniveau.

Modellen: nut en risico
 

Een model is een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. In feite is een model gestileerde kennis over de werkelijkheid.

Wat is het nut van modellen?
Een goed model geeft precies weer waar je grip op wilt krijgen. Daarbij kan het begrip ‘grip krijgen’ ruim geïnterpreteerd worden. Een model reduceert de complexiteit en is daarom in de eerste plaats nuttig om dingen te begrijpen zoals ze zijn. Op basis van een beter begrip kan men beter onderbouwde maatregelen nemen. In de tweede plaats worden modellen gebruikt om dingen te ontwerpen. Het model geeft dan de gewenste situatie aan, bijvoorbeeld in de vorm van een procesontwerp. In de laatste plaats zien we dat (ontwerp)modellen gebruikt worden om toekomstige situaties te simuleren, na te spelen of door te rekenen. Deze modellen hebben vaak een formeel en wiskundig karakter.

Wat is het risico van modellen?
Een model vereenvoudigt de werkelijkheid. Het liefst zoveel mogelijk, zodat we geen overbodige ballast in beschouwing behoeven te nemen. Op dit grensvlak zit nu precies ook het risico van modellen. Einstein drukte het risico als volgt uit: ‘Theories and models should be kept as simple as possible, but not simpler than that’.  Een model kan ook té eenvoudig gemaakt worden, waardoor het de werkelijkheid geweld aan doet. Deze afweging is in onderstaande figuur weergeven.

     

Over modellen, architectuur en ontwerp

Een model is zoals gezegd een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Een ontwerper of architect gebruikt modellen om een nog niet bestaande werkelijkheid weer te geven. Een architectuur of een ontwerp bestaat dus uit modellen.

De termen architectuur en ontwerp worden in praktijk door elkaar gebruikt. De term architectuur komt oorspronkelijk uit de bouw en zien we nu regelmatig terugkomen met het voorvoegsel binnenhuis–, tuin–, informatie–, ict– etc. De term ontwerp (design) is meer gebruikelijk in de mode, reclame en industriële vormgeving. In alle gevallen gaat het om ontwerp­activiteiten waarbij modellen gebruikt worden. Wij gebruiken de term architectuur voor set van modellen met een abstract en omvattend karakter. Veer meer gedetailleerde modellen (met minder vrijheidsgraden) gebruiken we de term ontwerp. Deze keuze is arbitrair, maar sluit aan bij de meest gangbare definitie in het management en ICT–domein.

Systeemleer

Hoe zit een model eruit? Welke kenmerken heeft een model en welke soorten modellen kan men onderscheiden? Een antwoord op deze vragen vinden we in de systeemleer. De systeemleer beschouwt een model als een systeem in een omgeving. De toepassing heeft de laatste decennia een grote vlucht gekregen in vrijwel alle wetenschappelijke disciplines. De belangrijkste concepten werden echter reeds in de oudheid gebruikt.

Romeinse oudheid
Voor de basisdimensies van een model kunnen we teruggrijpen op de fundamenten van architectuur in de oudheid. In 20 voor Christus schreef Marcus Vitruvius Pollio een van de meest toonaangevende leerboeken van die tijd over dit onderwerp. In het boek De Architectura (ISBN 90 253 5870 5) onderscheid hij drie dimensies:

1. Utilitas        Functie
2. Firmitas      Vorm
3. Venustas    Stijl

De functie gaat over het nut dat iets heeft in zijn omgeving. De vorm beschrijft de constructie (in dit geval van het bouwwerk). Stijl gaat over esthetiek en elegantie, een meer subjectief element waar beleving van schoonheid en cultuur een rol spelen.

Systeemleer
Deze basisdimensies sluiten aan op de basisprincipes van de systeemleer of cybernetica die in de 20ste eeuw de basis is gaan vormen voor alle begrippen rondom ontwerp en modellering (zie bijvoorbeeld: Systeemdenken, N.J.T.A. Kramer & J. De Smit (1991), ISBN 90–207–2008–2 of Systeemleer en organisatiekunde, A.C.J. de Leeuw, ISBN 90–207–0492–3). Download proefschrift de Leeuw.

Systeem en omgeving
In de systeemleer wordt onderscheid gemaakt tussen het systeem en omgeving van het systeem. Beide aspecten zijn even belangrijk. De omgeving is immers weer een hoger liggend systeem die het beschouwde systeem omvat. In feite hebben we het hier over decompositie: een systeem valt uiteen in subsystemen, en die weer in sub–subsystemen enzovoorts.

Decompositie en beschouwingsniveaus
Decompositie is het onderscheid maken in systemen en subsystemen. Er zijn twee verschillende manieren van decompositie: decompositie naar subsysteem (flow down) en decompositie naar extern systeem (outsour­cing). Merk op dat decompositie en beschouwingsniveau alles met elkaar te maken hebben. Het beschouwingsniveau bepaalt immers wat ‘omgeving’ en wat ‘systeem’ en ‘subsysteem’ is.

        Functie

Wat doet het systeem in of voor zijn omgeving? Dit wordt het functievraagstuk genoemd. Het begrip functie komt in praktijk vele verschijningsvormen terug. Begrippen als effectiviteit of doeltreffendheid gaan over de functie van een systeem. Het systeem heeft immers een doel in een omgeving: in hoeverre wordt dat doel bereikt? In deze lijn is ook toegevoegde waarde te zien als ander woord voor functie: wat voegt het systeem toe aan zijn omgeving? Ook begrippen als output, outcome, product en resultaat zijn allemaal terug te herleiden op de functie van een systeem in zijn omgeving. Functiemodellen worden ook wel zingevings– of black–box modellen genoemd. In UML –een wijdverbreide (ICT)ontwerpmodellen standaardtaal– wordt het functiemodel aangeduid met use–case.

        Constructie

Hoe werkt het systeem en uit welke componenten bestaat het? Dit wordt het constructie vraagstuk genoemd. Binnen de systeemleer zijn er twee beschouwingswijzen van de constructie, de dynamische en de statische beschouwing.

  • De dynamische, of gedragsbeschowuing beschrijft de werking (de processen) van een systeem (zoals in een film). De dynamiek op haar beurt, kan weer in een aantal dimensies beschreven worden, te weten de volgorde van activiteiten, de levenscyclus, tijd–gedrag en ruimte–gedrag. (UML kent hiervoor respectievelijk de volgende dynamische modellen (activiteiten–diagram "IDEF", Life cycle/state–diagram, tijd/sequentie–diagram en ruimte/collaboratie–diagram).
  • De statische of componentbeschouwing, beschrijft waarmee een systeem werkt, uit welke componenten het bestaat (zoals een foto). De statische constructie beschrijft een systeem in termen van delen en de samenhang der delen. (UML kent hiervoor de statische modellen zoals classes en objecten). De componenten zijn niets anders dan subsystemen waarvan we alleen de functie –binnen het systeem– in beschouwing nemen. De constructie van de subsystemen (of componenten) zien we als een black–box. Constructiemodellen worden ook wel vormgevings– of white–box modellen genoemd.
        Inhoud

Functie, vorm en inhoud. Drie woorden die ook in deze volgorde in het dagelijks spraakgebruik veel voorkomen. Functie en vorm worden (impliciet) gebruikt voor de meer abstracte modelmatige kant van de zaak. Inhoud slaat op het werkelijk doen, de feitelijkheid. In modelmatige termen wordt er met inhoud het in werkelijkheid geïmplementeerde model bedoeld. Dat kan op vele manieren (casussen of occurrences) gebeuren. Een dergelijke implementatie wordt wel ‘a box’ genoemd (in de betekenis van één van de vele mogelijke geïmplementeerde gevallen).

        Stijl (esthetiek)

De stijl van een systeem speelt niet in alle ontwerpdomeinen een even pregnante rol. Het is zelfs de vraag of uiterlijk, schoonheid of imago niet gezien kunnen worden als een soort functie van het systeem. Met bijvoorbeeld het doel zich te onderscheiden in de omgeving. In relatie tot het (management) kader van deze fundamentals laten we dit begrip vooralsnog onbehandeld.

        Universele uitgangspunten

Modellen worden gebruikt voor het ontwerpen van systemen. In essentie is ontwerpen niets meer dan het genereren van alternatieven en het vervolgens kiezen van het beste alternatief. Bij dit ontwerpproces gelden een aantal universele ontwerpuitgangspunten.

1.  Harmonie (balans) in functie en vorm
Bij een eenmalig ontwerp is het van belang harmonie te creëren tussen functie, vorm en esthetiek (schoonheid). Mooie schoenen zitten vaak niet lekker (constructie) en zijn zeker niet handig in gebruik (functie). Dit zelfde principe komt terug bij systemen die zich in een per­manent veranderende omgeving bevinden (zoals bedrijven). Daar wordt dit proces strategie genoemd. De essentie van een strategie is het vinden van balans tussen de externe functie (de toegevoegde waarde van het bedrijf) en interne constructie (in termen van mensen, middelen, structuur en cultuur) in een permanent veranderende omgeving.

2. Eenvoud (essentie)
Een goed ontwerp kent zo min mogelijk ballast. In systeemtermen bevat een goed model dus zo min mogelijk componenten (maar niet minder dan dat).

3. Samenhang: maximale intern, minimale extern
Bij het ontwerp van zogenaamde loosely coupled systems (systemen die een zwakke binding vertonen) dient gestreefd te worden naar maximale interne binding van de elementen en minimale externe binding. Dit principe geeft richting aan de decompositie van te beschouwen systemen en subsystemen.

        Reductie van complexiteit

Een kernactiviteit binnen het ontwerpen of modelleren is het reduceren of variëren van complexiteit. Door weloverwogen gebruik te maken van modellen kan men de complexe werkelijkheid vanuit verschillende perspectieven met verschillende aspecten en diepgang (granulariteit) belichten. In onderstaande figuur zijn de vier hoofdmodellen weergegeven en een aantal mogelijkheden om binnen een bepaald model de complexiteit te variëren.

        Beschouwingsniveaus

Het beschouwingsniveau van The Art of Management is de bedrijfsvoering (B). Een voorbeeld van een onderliggend beschouwingsniveau is de informatievoorziening (I).

In onderstaande figuur is een voorbeeld opgenomen van modellen die bijgenoemde beschouwingsniveaus gebruikt kunnen worden.

Dit overzicht kan verder naar beneden uitgebreid worden door bijvoorbeeld technologie (T) als integraal beschouwingsniveau op te nemen. In bovenstaand overzicht hebben we ons beperkt tot de functie die technologische componenten (applicaties en infrastructuur) kunnen hebben voor de informatievoorziening. De constructie vraagstukken zijn onderwerp van de applicatie en infrastructuur architectuur