Open system (systems theory) — 開放系

開放系（Open System）とは、その環境とエネルギー、物質、情報を交換するシステムのことである。システムの開放性とは、そのコンテキストとの継続的な相互作用、外部要因の影響による変化、そして変化する状況に適応する能力を意味する。

概念の本質

開放系は、以下の要素の存在によって定義される：

• 入力フロー（リソース、シグナル、影響）；
• 出力フロー（製品、結果、応答）；
• 入出力を介した、周囲の環境との継続的な交換。

このようなシステムは、外部からの影響に応じて内部状態を変化させ、その出力によって環境に影響を与える。

開放系の特徴

開放系には、以下のような特徴がある：

• 周囲の環境との交換を可能にする、透過性のある境界の存在；
• 外部条件への内部状態の依存；
• 適応および自己組織化の能力；
• エネルギー、物質、情報のフローへの参加；
• 外部からのリソース流入による発展の可能性。

開放系は、しばしば外部環境との動的平衡状態にある。

開放系と閉鎖系

開放系の対極にあるのが閉鎖系であり、これは外部環境との相互作用が最小限であるか、外部との交換を考慮せずにモデル化されるシステムを指す。

現実には、ほとんどの自然システム、技術システム、社会システムは開放系であり、閉鎖系は分析を単純化するための抽象的なモデルと見なされる。

システム分析における開放系

システム分析において、システムの開放性は以下の場合に考慮される：

• システムのコンテキストの定義；
• 入出力の確立；
• リソースと情報の交換モデルの構築；
• システムの安定性、適応性、進化の分析。

システムの開放性を理解することで、動的な環境におけるその挙動を正しく評価し、外部の変化が内部プロセスに与える影響を考慮することが可能になる。

開放性とシステムライフサイクル

システムライフサイクルを通じて、開放系は常にその環境と相互作用し、これは以下の点に影響を与える：

• その目的と機能の変化；
• 構造と構成要素の更新；
• 機能戦略の適応の必要性。

システムの開放性は、外部条件の定期的な分析と適応的な管理を必要とする。

開放系の例

• 周囲の環境と物質やエネルギーを交換する生物。
• 市場、規制環境、社会状況の変化に対応する組織。
• 外部センサーからデータを受信し、外部オブジェクトを制御する技術システム。

方法論的側面

開放系をモデル化する際には、以下の点が必要である：

• 外部環境のダイナミクスを考慮すること；
• システムとコンテキスト間のフローをモデル化すること；
• 適応と調整のメカニズムを記述すること。

開放系のモデルは、しばしば安定平衡、フロー、自己組織化といった概念を用いる。