Во всем многообразии окружающего мира можно выделить ряд уровней строения систем, каждый из которых характеризуется размерами типовых элементов, видом связи между ними, а также преобладающими эффектами и явлениями:

– Мегасистемы космического уровня: гравитация и излучения Солнца, космические лучи и частицы и т. п.

– Системы планетарного уровня: климатические зоны, океаны, континентальные плиты, климат, солнечное излучение и т. п.

– Подсистемы планетарного уровня: моря, озера, реки, леса, степи, пустыни, залежи ископаемых ресурсов, ураганы, океанские течения и т. п.

– Крупномасштабные искусственные системы: государства, города, транспортные сети, крупные предприятия, шахты и т. п.

– Макросистемы масштаба человека: системы из элементов и/или подсистем с размерами, более или менее сопоставимых с человеческими – от десятков метров до миллиметров. Они – основа нашего окружения, с ними мы более всего взаимодействуем, и именно они имеют самую сильную тенденцию вовлекать в использование ресурсы выше- и нижестоящих уровней.

– Дисперсные макро-полисистемы: системы из однородных элементов и/или подсистем макро масштаба.

– Поли-системы из малых (доли миллиметров) элементов: порошки, гранулы, капли, капилляры, гели, микрокапсулы и т. п.

– Микросистемы – системы из элементов микронных размеров и микронного размера структур: кристаллы, домены, молекулярные кластеры

– Наносистемы – системы из наноразмерных элементов и наноструктур: наномашины, наноэффекты.

– Системы использующие молекулярные явления: биология, химия, биохимия.

– Системы использующие атомные и квантовые явления: ядерная энергетика, лазеры, системы измерения.

– Системы, построенные на основе полей, использующая поля вместо веществ: микроволновые устройства, электростатическая окраска, системы электролиза и т. п.

Человек достаточно рано овладел макроуровнем и некоторыми операциями уровня 10 (различными химическими процессами, плавлением и т. д.). По мере развития техники человек все более масштабно осваивает и другие уровни. Для современной техники характерно все более сильное использование полей (уровень 12) совместно со всеми уровнями используемых вещественных структур.

Большинство функций, выполняемых техническими системами, могут быть реализованы с использованием разных уровней. Каждый уровень имеет свои собственные специфические ресурсы. В процессе развития происходит как бы «насыщение» системы ресурсами за счёт использования ресурсов разных уровней.

Развитие систем происходит путём улучшения их адаптации к изменяющейся в широких пределах среде.

Адаптивность – способность системы приспосабливаться, перестраиваться, менять свою структуру, состояние и функционирование для сохранения или достижения оптимального состояния при изменении внешних условий (или своего внутреннего состояния).

Необходимость адаптации возникает в результате изменения внешних условий, появления новых требований к системе или новых вредных факторов влияющих на систему, или среду её использования, появление новых применений, новых ресурсов или изменения доступности и цен на имеющиеся ресурсы, включение системы в новые надсистемы, изменение масштабов производства и потребления, переход к серийному или массовому производству со своими требованиями.

К основным путям повышения адаптивности систем относят согласование-рассогласование, повышение динамичности, управляемости и интеллектуальности систем.

В процессе развития происходит согласование – рассогласование системы и её подсистем между собой, с надсистемой и/или с другими системами для оптимизации её работы.