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시스템 과학

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1. 개요

시스템 과학은 다양한 분야에 적용되는 학제적 연구 분야로, 시스템적 사고방식을 바탕으로 시스템의 구조, 행동, 상호작용을 탐구한다. 일반 시스템 이론, 시스템 다이내믹스, 시스템 공학 등 다양한 이론과 방법론을 포함하며, 시스템 사고, 시스템 분석, 시스템 디자인 등의 실제 분야에서 활용된다. 카오스 이론, 복잡계, 사이버네틱스, 제어 이론 등과 밀접한 관련이 있으며, 지구 시스템 과학, 시스템 생물학, 시스템 심리학 등 다양한 학문 분야에도 응용된다. 국제 시스템 과학 학회(ISSS), 국제 시스템 연구 연합(IFSR), 산타페 연구소(SFI) 등이 시스템 과학 연구를 지원하는 주요 조직이다.

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시스템 과학
개요
시스템 과학의 분야들을 연결하는 다이어그램
시스템 과학의 분야들을 연결하는 다이어그램
유형학문 분야
세부 분야
주요 분야제어 이론
시스템 다이내믹스
시스템 엔지니어링
시스템 생물학
사회 시스템 과학
조직 이론
경영 과학
생태계
복잡성 과학
사이버네틱스
주요 개념
기본 개념창발성
피드백 제어
계층 구조
자기 조직화
시스템 사고
관련 학문 분야
관련 학문수학
물리학
화학
생물학
공학
의학
사회과학
심리학
철학
영향
영향운영 연구
시스템 분석
정책 분석
컴퓨터 과학
인공지능
경영학
기타
관련 주제일반 시스템 이론
소프트 시스템 방법론
비판적 시스템 사고
에이전트 기반 모델

2. 역사

시스템적인 사고방식은 고대 그리스나 기원전 이집트의 피라미드 건설에서의 프로젝트 매니지먼트나 공학까지 거슬러 올라갈 수 있다. 그 후에도 라이프니츠의 철학이나 열역학 등 여러 분야에서 시스템적인 사고방식을 찾아볼 수 있다.[9]

철학자들은 루트비히 폰 베르탈란피가 1945년에 쓴 "일반 시스템 이론"에 대해 연구를 심화시켰다. 1954년 스탠포드 대학교 고등 행동 과학 센터(Center for Advanced Study in the Behavioral Sciences)에서 착상되었고, 1956년에는 Society for General Systems Research|일반 시스템 협회영어가 설립되었다. 1988년에는 "범위가 확대되었다"는 이유로 "[http://isss.org/world International Society for the Systems Sciences]" (ISSS)로 명칭을 변경했다.[10]

3. 이론

시스템 과학은 시스템의 일반적인 특성과 개별 시스템의 특성을 모두 연구하는 다양한 이론적 접근법을 포괄한다.

3. 1. 기초 이론

시스템 사고방식 자체에 대한 포괄적인 이론 연구이다. 시스템의 일반 이론(general theory of systems)과 일반 시스템의 이론(theory of general systems)이라는 두 가지 흐름이 있다. 특히 후자에서는 시스템 특성을 대수학이나 범주론에서의 준동형을 단서로 분류하고, 대표원을 추출하여 연구하는 리서치 프로그램이 확립되었다(추상적 시스템 이론 abstract systems theory).[11]

3. 2. 특정 시스템 특성에 주목한 연구 분야

; 시스템 다이내믹스

: 복잡계의 동적 거동을 분석하기 위한 방법론 중 하나이다. 시스템 전체에 영향을 미치는 시간 지연과 내부 피드백 루프를 연구 대상으로 한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하므로 비선형 관계를 극도로 단순화하지 않고 다룰 수 있다. 시스템 사고 기반의 다른 사회 시스템 대상 이론들은 사이버네틱스의 사고방식을 도입한 경우가 많지만, 시스템 다이내믹스는 서보 메커니즘의 사고방식을 기반으로 한다는 점에서 큰 차이점을 보인다.[7] 또한, 다른 복잡계 해석 방법과 달리 피드백 루프, 플로우 및 스톡 개념을 사용하여 외관상 단순한 시스템에서 생성되는 복잡한 행동을 보다 효과적으로 분석할 수 있다.

; 시스템 공학

: 복잡한 인공 시스템의 조직화 및 개발을 테마로 하는 공학의 학제적 분야이다. 모든 과학 기술 분야에 이미 침투해 있으며, 수많은 대학에서 전문 과정이 설립되어 있다.[8][12]

; 생존 가능 시스템 접근법

: 경영 의사 결정 등 모든 의사 결정 시스템은 생물과 동일한 기능을 가질 필요가 있다는 관점에서, 특히 신경계의 은유를 사용하여 조직 분석을 수행하는 방법론이다.

3. 3. 주체와 대상 간의 관계 및 대상 자체의 특성에 시스템 개념을 적용하는 분야


  • 시스템 분석

: 시스템 분석(Systems analysis)은 경영 흐름 등을 시스템적으로 표현하고 분석하여, 컴퓨터 상에서 정보 시스템을 구현해 업무 개선 및 자동화를 이루는 것을 목적으로 한다. 운영 연구와 관련이 깊다.[6]

  • 시스템 디자인

: 시스템 디자인(Systems design)은 지정된 요구 사양을 만족시키기 위해 컴퓨터 시스템의 하드웨어·소프트웨어 아키텍처, 컴포넌트, 모듈, 인터페이스 및 데이터를 정의하는 과정이다. 시스템 이론을 컴퓨팅에 응용한 것이라고도 할 수 있다.

  • 소프트 시스템 방법론

: 소프트 시스템 방법론(Soft Systems Methodology, SSM)은 조직 프로세스 모델링을 위한 조직론적 방법론으로, 일반적인 문제 해결 및 변혁 관리에 사용된다. 잉글랜드 랭커스터 대학교 시스템 학과가 10년간의 액션 리서치를 통해 개발했다.

  • 에이전트 기반 사회 시스템 과학(Agent-Based Social Systems Sciences, ABSSS)

: 오늘날 의사 결정 문제와 정책 의사 결정 프로세스가 모두 복잡해지고 있다는 특징이 있다. 이러한 상황을 복합적으로 지원하기 위해, (1) 에이전트 기반 접근 방식에 기초한 사회 시스템 이론의 재구축, (2) 혁신적인 시뮬레이션 언어 및 기법 개발, (3) 이러한 사회 시스템 이론과 시뮬레이션 툴을 사용한 참신한 실증 분석 및 적극적인 사회적 제언 발신을 목적으로 제창되었다.

  • 서비스 과학

: 서비스 과학(Service science, management and engineering (SSME))에서의 가치 공창(value co-creation) 연구가 개별 분야에 한정되지 않기 때문에, 시스템 과학은 SSME의 이론적 핵심을 이룬다. 서비스 과학을 서비스 시스템 과학(Service systems science)이라고 부르기도 한다.

4. 관련 분야

시스템 과학은 학제적 특성으로 인해 매우 다양한 분야에 응용되고 있다.[5] 시스템 과학은 크게 세 그룹으로 나눌 수 있는데, 이론을 통해 시스템적 아이디어를 발전시킨 분야, 문제 상황에 대한 실제적인 참여를 통해 발전시킨 분야, 다른 학문에 아이디어를 적용한 분야이다.[5]

이론 분야응용 분야


4. 1. 이론 분야


  • 카오스 이론
  • 복잡계
  • 사이버네틱스
  • 생물 사이버네틱스
  • 공학 사이버네틱스
  • 경영 사이버네틱스
  • 의료 사이버네틱스
  • 신 사이버네틱스
  • 2차 사이버네틱스
  • 제어 이론
  • 정서 제어 이론
  • 제어 공학
  • 제어 시스템
  • 역학계
  • 지각 제어 이론
  • 정보 이론
  • 일반 시스템 이론
  • 인류학의 시스템 이론
  • 생화학적 시스템 이론
  • 생태학적 시스템 이론
  • 발달 시스템 이론
  • 생명 시스템 이론
  • LTI 시스템 이론
  • 사회 시스템
  • 사회기술 시스템 이론
  • 수학적 시스템 이론
  • 세계 시스템 이론
  • 계층 이론

4. 2. 실제 분야


  • 비판적 시스템 사고
  • 운영 과학 및 경영 과학
  • 소프트 시스템 방법론: 영국 랭커스터 대학교 시스템 학부의 학자들이 10년간의 액션 리서치 프로그램을 통해 개발하였으며, 주요 기여자는 영국의 경영 과학자이자 랭커스터 대학교의 명예 시스템 교수인 피터 체크랜드이다.
  • 시스템 분석: 시스템, 시스템 내 상호 작용 또는 환경과의 상호 작용을 분석하며, 종종 컴퓨터 모델로 자동화하기 전에 수행된다.[6] 랜드 연구소와 밀접한 관련이 있다.
  • 시스템 디자인: 시스템 사고의 방법론과 고급 디자인 실습을 통합하여 복잡하고 다중 이해 관계자 상황을 해결한다.
  • 시스템 다이내믹스: 시간이 지남에 따라 복잡계의 행동을 이해하기 위한 접근 방식이다. 시스템 전체의 행동에 영향을 미치는 내부 피드백 루프와 시간 지연을 다룬다. "비즈니스 및 사회 시스템 모델링을 위한 시뮬레이션 기법"[7]을 제공하며, 피드백 루프와 스톡 및 플로우를 사용하여 복잡계 연구에 대한 다른 접근 방식과 차별화된다. 사회 역학과 관련이 있다.
  • 시스템 공학: 복잡한 시스템의 개발 및 구성을 중점으로 하는 공학의 학제 간 분야이다. 복잡한 문제에 대한 전체 솔루션을 만들어내는 "예술이자 과학"[8]이며, 신호 처리 시스템, 제어 시스템, 통신 시스템 등 특정 공학 분야의 고수준 모델링 및 설계에 활용된다.
  • 항공우주 시스템
  • 생물 시스템 공학
  • 지구 시스템 공학 및 관리
  • 전자 시스템
  • 엔터프라이즈 시스템 공학
  • 소프트웨어 시스템
  • 시스템 분석

4. 3. 다른 학문 분야 응용

오늘날 시스템 과학은 학제적 특징으로 인해 매우 다양한 분야에 응용되고 있다.

  • 지구 시스템 과학
  • 기후 시스템
  • 시스템 지질학
  • 시스템 생물학
  • 계산 시스템 생물학
  • 합성 생물학
  • 시스템 면역학
  • 시스템 신경과학
  • 시스템 화학
  • 시스템 생태학
  • 생태계 생태학
  • 농업생태학
  • 시스템 심리학
  • 인간공학
  • 가족 시스템 이론
  • 체계적 치료
  • 카오스 이론
  • 복잡계
  • 사이버네틱스
  • 생물 사이버네틱스
  • 공학 사이버네틱스
  • 경영 사이버네틱스
  • 의료 사이버네틱스
  • 신 사이버네틱스
  • 2차 사이버네틱스
  • 제어 이론
  • 정서 제어 이론
  • 제어 공학
  • 제어 시스템
  • 역학계
  • 지각 제어 이론
  • 운영 과학
  • 시스템 다이내믹스
  • 사회 동역학
  • 시스템 공학
  • Biological systems engineering|생물 시스템 공학영어
  • 지구 시스템 관리 공학
  • 기업 시스템 공학
  • 시스템 분석
  • 인류학에서의 시스템 이론
  • 시스템 이론
  • 생화학 시스템 이론
  • 일반 시스템 이론
  • 가족 치료
  • Ecological systems theory|생태 시스템 이론영어 (사회복지 원조 기술, 사회 복지학#기능주의)
  • 발달 시스템 이론
  • 생명 시스템 이론
  • LTI 시스템 이론
  • 사회 기술 시스템 이론
  • 수학적 시스템 이론
  • 세계 체제 이론
  • 사회학에서의 시스템 이론
  • 탤컷 파슨스
  • 니클라스 루만

5. 조직

루트비히 폰 베르탈란피의 1945년 저서 『일반 시스템 이론: 그 기초・발전・응용』(''General System Theory: Foundations, Development, Applications'')[9]에 기록된 "일반 시스템 이론"에 대한 연구가 심화되었다. 1956년에는 가 설립되었고, 1988년에는 "범위가 확대되었다"[10]는 이유로 "[http://isss.org/world 국제 시스템 과학 학회](International Society for the Systems Sciences)"로 명칭을 변경했다.

수많은 학회 중 가장 두드러지게 학제적이고 통합적으로 시스템 과학 연구를 추진하고 있는 곳이 국제 시스템 과학 학회(ISSS)이다. ISSS는 학술, 비즈니스, 정부, 비영리 단체 등 광범위한 회원을 보유하고 있으며, 50여 년 동안 복잡계 과학 연구에서 커뮤니티 발전, 경영에 대한 상호 작용적 접근 방식에 이르기까지 매우 학제적으로 접근하고 있다. 일리야 프리고진을 비롯한 저명인사들이 회장을 역임했다. 일본에서는 ISSS와 직결된 거점으로 도쿄공업대학의 [http://www.dis.titech.ac.jp/ 지능 시스템 과학 전공]과 [http://www.valdes.titech.ac.jp 가치 시스템 전공]이 있다. 2007년에는 키지마 쿄이치 회장 아래 도쿄공업대학에서 도쿄 대회가 개최되었다.[15]

1981년에 설립된 비영리 과학·교육 기관인 국제 시스템 연구 연합(IFSR)은 다양한 국가의 30개 조직을 회원으로 둔 국제 연합이다. IFSR은 학회 간의 관계 강화와 창발적 의견 교환을 통해 사이버네틱스, 시스템즈 리서치, 시스템즈 애플리케이션을 학회의 틀을 넘어 추진한다. 2년에 한 번 열리는 대화(conversation)가 주요 활동이며, 2005년에는 고베에서 세계 대회가 개최되었다.

산타페 연구소(SFI)는 미국 뉴멕시코주 산타페에 위치하며 복잡계 연구에 주력하는 연구소이다. 1984년 조지 코완, 데이비드 파인즈, 스털링 콜게이트, 머레이 겔만 등에 의해 설립되었다. SFI의 원래 사명은 복잡성 과학으로 인용되는 복잡 적응 시스템 분야의 생각을 확산하는 것이었다.

일본에서는 21세기 COE 프로그램에서 "[http://www.cabsss.titech.ac.jp/coe/ 에이전트 기반 사회 시스템 과학 창출]"이 채택되어 A 평가를 받았다.[16] 2005년 4월에는 [http://www.cabsss.titech.ac.jp/ 에이전트 기반 사회 시스템 과학 연구 센터(CABSSS)]가 설립되었다.[17]

참조

[1] 서적 Systems Practice: How to Act: In situations of uncertainty and complexity in a climate-change world Springer
[2] 논문 A systems science perspective and transdisciplinary models for food and nutrition security
[3] 서적 Principles of Systems Science Springer
[4] 논문 Understanding Systems Science: A Visual and Integrative Approach http://www.alexandri[...]
[5] 서적 Systems Thinking, Systems Practice Wiley
[6] 간행물 Command and Control: Technology and Social Impact
[7] 서적 Managing Business Complexity : Discovering Strategic Solutions with Agent-Based Modeling and Simulation: Discovering Strategic Solutions with Agent-Based Modeling and Simulation Oxford University Press
[8] 서적 Systems Engineering: A 21st Century Systems Methodology
[9] 웹사이트 一般システム理論: その基礎・発展・応用 https://www.msz.co.j[...]
[10] 웹사이트 International Society for the Systems Sciences: Origin and Purpose http://isss.org/worl[...]
[11] 서적 Abstract Systems Theory Springer
[12] 문서 List of systems engineering at universities
[13] 웹사이트 21世紀COEプログラム「エージェントベース社会システム科学の創出」 http://www.cabsss.ti[...]
[14] 웹사이트 サービスシステム科学国際シンポジウム2012 http://www.service-i[...]
[15] 웹사이트 The 51st Annual Meeting of the ISSS was held August 5-10, 2007 in Tokyo http://isss.org/worl[...]
[16] 문서 21世紀COEプログラム・プログラム一覧
[17] 웹사이트 http://www.cabsss.ti[...]



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