시스템의 구조와 형태

1) 시스템의 구조

 앞에서 설명한 것처럼, 시스템은 주어진 목표를 달성하기 위해 입력을 받아들여 조직적인 변환을 통해 출력을 생산하는 구성 요소들의 집단이다. 그러나 하나의 집단이라고 하더라도, 자세히 들여다보면 규모, 모양, 구성이 다른 경우가 많다. 즉, 누가 어떤 목적으로 설계하고 분석하는가에 따라 시스템을 이해하는 내용과 관찰하는 시각이 달라지는 것이다.

 이러한 차이가 생겨나는 이유는 여러 가지이다. 우선 첫째는 시스템의 계층 때문이다. 하나의 시스템은 여러 개의 하위시스템으로 나눌 수 있다. 즉, 상위와 하위가 연결되는 계층적 구조를 갖는 경우가 많다. 이때 계층의 폭과 깊이가 어느 정도냐에 따라 시스템의 구조가 달라진다. 둘째는 시스템 내부와 외부의 경계 때문이다. 시스템은 자신의 내부뿐 아니라 자신을 둘러싸고 있는 외부환경과 끊임없이 상호작용을 한다. 여기서 시스템의 내부와 외부를 어떻게 나눌 것인지, 내부와 외부의 내용물을 어떻게 정할 것인지에 따라 시스템의 구조가 바뀌게 된다. 셋째는 시스템의 과정 때문이다. '시스템은 투입-변환-산출 및 피드백 과정의 연속'이다. 즉, 하나의 순환과정을 이루는 것이다. 따라서 이 과정을 어떤 방향과 순서로 구성하느냐에 따라 시스템의 구조도 달라진다.

 

 먼저, 가장 기본적인 시스템의 구조를 보자. 앞에서 여러 번 설명한 것처럼, 시스템의 핵심 요소는 투입-변환-산출이다. 이 세 가지 요소로 구성한 것이 시스템의 기본 구조이다. 모양은 단순하지만, 시스템에 투입되는 요소의 종류는 다양하다. 자본, 인력, 정보, 에너지, 재료 등 유형과 무형의 요소를 모두 포함할 수 있다. 이러한 투입물은 시스템 내부에서의 변환 과정을 거쳐 재화나 서비스와 같은 산출물로 출력된다.

 확장구조는 투입-변환-산출의 기본 구조에 목표, 환경, 하위시스템, 상호작용, 통제, 피드백의 요소들을 더하여 구성된다. 각각의 요소에 대해 좀 더 자세히 알아보자. 첫째, 시스템은 공동의 목표를 달성하기 위하여 관련 요소들이 유기적으로 결합한 것이다. 따라서 목표는 시스템이 움직이는 방향을 제시하고 시스템의 성공 여부를 가늠하는 기준을 제공한다. 둘째, 시스템은 내부와 외부로 구성된다. 이때 환경은 시스템 내부에 포함되지 않는 외부를 의미한다. 환경은 시스템 내부로 투입을 제공하고 산출물을 제공받는 역할을 한다. 이 경우에, 시스템 내부와 외부 환경은 경계에 의해 분리된다. 셋째, 시스템은 상위와 하위의 계층구조를 이룬다. 하위시스템은 상위시스템의 목적에 맞추어 실질적이고 구체적인 가공이나 처리 기능을 수행하는 부분을 가리킨다. 상위시스템의 규모가 크고 모양이 복잡할수록 여러 개의 소규모 하위시스템으로 분할하는 것이 필요하다. 넷째, 시스템의 구성요소, 즉 하위시스템들은 서로 연결되어 있다. 상호작용은 하위시스템들이 서로 연결되어 시스템의 목적에 맞는 역할과 기능을 수행하는 것을 의미한다. 다섯째, 시스템은 나름의 규칙에 따라 움직인다. 통제는 시스템 전체의 변환 과정이나 하위시스템들의 작업 과정이 일정한 규칙과 절차에 의해 수행되도록 통제하는 것이다. 마지막으로, 시스템은 지속적인 수정과 개선의 과정을 거친다. 피드백은 시스템의 산출물이 정확하지 않거나 만족스럽지 않을 경우, 결과의 일부를 다시 변환 과정에 투입하여 재처리하는 것을 의미한다.

 

2) 시스템의 형태

 시스템의 구조가 달라지면서 다양한 형태의 시스템이 만들어진다. 구성요소의 내용과 특성에 따라 여러 유형의 시스템으로 나누어지는 것이다. 그렇다면 시스템의 구체적인 모습들은 어떤 형태로 나눌 수 있을까? 우선, 물리적 시스템과 추상적 시스템으로 구분할 수 있다. 자원, 인력, 에너지, 정보 등의 요소로 구성된 시스템은 물리적 시스템이다. 예를 들어, 생산시스템, 물류시스템, 회계시스템, 혈액순환 시스템 등은 모두 물리적시스템이다. 반면에 생각하는 사고 체계나 공부하는 학문 체계 등과 같이 개념과 논리로 구성된 시스템은 추상적 시스템이다.

 자연적 시스템과 인위적 시스템으로 나눌 수도 있다. 자연적 시스템은 자연계에 존재하는 시스템을 말한다. 인간, 동물 및 식물들로 구성된 생태계, 태양과 행성으로 구성된 태양계 등은 물리적 시스템이자 동시에 자연적 시스템이다. 이에 반해 인위적 시스템은 사람에 의하여 조직되고 관리되는 시스템을 가리킨다. 운송시스템, 통신시스템, 제조시스템 등은 모두 인위적 시스템이다. 인간과 컴퓨터가 상호작용을 하거나 컴퓨터에 의해 제어되는 자동화시스템도 인위적 시스템의 좋은 예이다. 더 넓고 크게 보면, 교육시스템, 경제시스템, 의료시스템 등의 사회시스템도 모두 인위적 시스템이다.

 다음으로 시스템이 움직이는 패턴의 임의성 정도에 따라 확정적 시스템과 확률적 시스템으로 분류할 수 있다. 여기에서는 시스템의 방향과 속도가 얼마나 규칙적이냐가 분류의 기준이 된다. 먼저 확정적 시스템은 말 그대로 확실히 예측할 수 있는 방식으로 작동하는 시스템이다. 이 경우에는, 시스템 구성요소의 상태와 상호 관계를 파악할 수 있기 때문에 시스템의 투입 요소를 알면 그에 따라 산출 결과도 정확히 예측할 수 있다. 반면, 확률적 시스템은 시스템의 움직임이 어느 정도의 범위 안에서 움직이기는 하지만 항상 예측의 오류가 발생하는 경우이다. 즉, 구성요소의 상호 관계를 확률적으로만 설명할 수 있어 미래에 대한 불확실성이 항상 존재하는 시스템을 가리킨다.

 외부환경과의 상호작용 여부에 따라 폐쇄형 시스템과 개방형 시스템으로 구분하기도 한다. 폐쇄형 시스템은 환경과의 상호작용이 없는 시스템을 말한다. 예를 들면, 프로그램에 따라 작동되는 신호체계나 로봇의 제어시스템 등은 바깥의 교통량이 어느 정도인지, 공장의 온도가 어느 정도인지에 영향을 받지 않는 폐쇄적 시스템이다. 이에 반해 개방형 시스템은 입력과 출력장치를 통해 다양한 정보, 물질, 에너지 등을 외부와 주고받는다. 생태계의 모든 생명체는 물론 사회에 존재하는 경영조직이나 정보시스템 등은 모두 개방형 시스템에 해당한다.

 여기에서 시스템의 유형에 대해 자세하게 설명하는 이유는 무엇일까? 그 이유는, 산업공학에서 다루는 시스템들이 이 다양한 형태를 모두 포함하기 때문이다. 어느 경우에는 물리적 시스템을 대상으로 하지만 다른 경우에는 추상적 시스템에 초점을 맞추기도 한다. 대부분 인위적 시스템을 다루지만, 필요에 따라 자연적 시스템의 특성과 형태에 대한 정보를 활용하기도 한다. 또, 산업공학의 다양한 분석 기법들은 확정적 시스템을 가정한 기법들과 확률적 시스템을 가정한 기법들로 나눌 수 있다. 폐쇄형 시스템의 조직이 분석 대상인 경우도 있지만 개방형 시스템의 조직을 대상으로 하는 경우도 많다.

 

다음 시간에는 시스템 접근에 대해 작성하겠습니다.