Systémová dynamika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Dynamický diagram modelu Adopce nového produktu (model ze článku J. Stermana 2001)

Systémová dynamika je vědní disciplína, patřící mezi systémové vědy; zkoumá systémy a jejich vývoj a chování v čase; snaží se vydedukovat tendence, závislosti, vazby a vzorce chování mezi jednotlivými veličinami systému, z nichž se analyticky snaží nacházet mechanismy, jak tyto veličiny nebo jejich děje ovlivňovat nebo řídit.

Systémová dynamika se snaží upřesňovat a vědeckými metodami analýzy a syntézy popisovat a nahlížet na systémy úhlem pohledu objektivnějším, než do té doby představoval mentální model každého individuálního pozorovatele – systémová dynamika poskytuje nástroje pro konstrukci s realitou lépe sladěných modelů, jejich simulaci a ladění a prostředky pro jednodušší (a vědečtější) prognózy na základě těchto modelů.

Vznik a vývoj systémové dynamiky[editovat | editovat zdroj]

Systémová dynamika byla založena a rozvinuta v 50. letech 20. století profesorem J. W. Forresterem. Na začátku 60. let vydal svou knihu "Industrial Dynamics", která se tak stala základním pilířem tohoto odvětví.

V roce 1947 se profesor Forrester účastnil projektu WHIRLWIND I na MIT a vynalezl patent pro random-acces magnetic computer memory, který se stala průmyslovým standardem pro dalších dvacet let. Po projektu WHIRLWIND I vedl Forrester Lincolnovu laboratoř a v rámci projektu SAGE se zde snažil vyvinout počítač pro Severoamerický vzdušný systém.

Další výsledek projektů WHIRLWIND I a SAGE byla Forresterova zkušenost jako manažera, která ho vedla k tomu, že největší překážka není z inženýrské stránky průmyslových problémů, ale ze strany vedení lidí. To proto, že sociální systémy jsou náročnější na pochopení, než fyzikální systémy. Jeho základy managementu a inženýrství, které ho vedly k vytvoření systémové dynamiky, byly posunuty na vyšší úroveň, když se zapojil do projektu s manažery General Electric.

Manažeři General Electric byli zmateni problémy s počtem zaměstnanců jejich továrny v Kentucky, která vykazovala značné dlouhodobé výkyvy. Problém se svedl na hospodářský cyklus, ale ničemu to nepomohlo. Z ručních simulací a výpočtů diagramu stavů, které zahrnovaly firemní rozhodovací struktury pro přijímání a propouštění zaměstnanců, byl Forrester schopný ukázat, jak zaměstnanecká nestabilita byla způsobena vnitřní strukturou společnosti a nikoliv vnějším prvkem (např.: hospodářským cyklem).

Během padesátých a šedesátých let dvacátého století Forrester a jeho žáci začali rozvíjet pole systémové dynamiky v rychlém sledu. V roce 1958 Richard Bennet vytvořil první systémově dynamický modelovací jazyk nazývaný SIMPLE (Simulation of Industrial Management Problems with Lots of Equations). Phyllis Fox a Alexander Pugh napsali první verzi DYNAMO (DYNAmic MOdels), vylepšenou verzi SIMPLE, a tento systémově dynamický jazyk se stal standardem v odvětví po více než třicet let.

Profesor Forrester vychoval několik významných pokračovatelů, jejichž další publikace vzbudily světový ohlas. Patří mezi ně např. Prof. Sternman, Peter Senge, Jorgen Randers a zejména Donella Meadows, která se svým vědeckým týmem v roce 1972 uvedla studii Meze růstu.

Modely systémové dynamiky[editovat | editovat zdroj]

Systém[editovat | editovat zdroj]

Slovo systém má v dnešní době několik významů, zde budeme vycházet z následující definice. Systém je integrovaný souhrn vzájemně působících prvků, určených na kooperativní plnění předem stanovené funkce. Systém je složen z prvků, mezi nimiž existují aktivní vazby, které dokáží komunikovat se svým okolím. Každý systém existuje za určitým cílem či účelem.

V každém systému lze najít prvky, které tvoří samostatný systém, tudíž v každém systému se může vyskytovat další systém (i více).

Systémová dynamika je disciplína zaměřující se na komplexní sociální systémy, s nimiž se setkáváme téměř všude. Představují skupiny lidí, třídu ve škole, kolegy v práci, neziskové organizace nebo i státní instituci či celý stát. Komplexní sociální systémy mají různé charakteristiky:

Vzájemná závislost[editovat | editovat zdroj]

Základní charakteristikou systému je vzájemná závislost mezi jednotlivými prvky. Čím je jejich závislost větší (čím více se navzájem jednotlivé prvky ovlivňují), tím je obtížnější pochopit chování systému na základě jednotlivých prvků.

Zpětnovazební procesy[editovat | editovat zdroj]

Všechny komplexní sociální systémy zahrnují zpětnovazební procesy. Takový zpětnovazební proces (feedback) znamená, že působí-li jev "a" na jev "b", tak poté přijde nějaké reakce od jevu "b" k jevu "a". Jev "a" získá tak zpětnou vazbu a vyjádření od jevu "b".

Typickým příkladem může být vztah zaměstnance a jeho nadřízeného. Zaměstnanec pracuje, jak nejlépe umí a pravidelně od svého nadřízeného dostává feedback, jak se jeho práce daří, co dělá správně a v čem by se měl naopak zlepšit. Takový feedback poté vede ke zlepšení nejen pracovních vztahů.

  • Pozitivní zpětná vazba

Existuje pozitivní zpětná vazba, která je postavena na následujícím modelu: čím více je jevu "a", tím více je jevu "b" a tím je více jevu "a"... Tato vazba může věnovat samozřejmě i obráceně (čím méně je jevu "a", tím méně je jevu "b" a tím méně je jevu "a"...). Příkladem mohou být peníze na účtu, kdy zvýšením peněz se zvýší i úroková míra a tím pádem se opět zvýší množství peněz.

  • Negativní zpětná vazba

Oproti tomu negativní zpětná vazba funguje takto: čím více je jevu "a", tím více je jevu "b" a tím méně je jevu "a". Tato vazba působí směrem k rovnováze, je proto nazývána jako "balancující" nebo "vyrovnávající". Příkladem může být horká káva v šálku v místnosti. Čím je rozdíl teplot v místnosti a v šálku větší, tím více se odpařuje vody ze šálku a to způsobuje snížení teploty v kávě.

Vliv zpoždění[editovat | editovat zdroj]

Zpoždění je další charakteristika komplexních sociálních systémů. Způsobují mnoho nepříjemností, mezi ně můžeme zařadit problémy při získávání informací o aktuálním stavu systému, nebo nedostatek materiálu, surovin či zboží na skladě. Dělíme jej na zpoždění materiální a informační.

  • Materiální zpoždění

Materiální zpoždění se týká zpoždění v dodávce jakýchkoliv hmatatelných věcí (zásob, materiálu, surovin apod.).

  • Informační zpoždění

Toto zpoždění se týká zpoždění přenosu dat určitých informací. Objevuje se například v případě, kdy získáme novou informaci a čekáme, než se tato informace přizpůsobí dané situaci.

Nelinearita[editovat | editovat zdroj]

Tato charakteristika představuje chování neodpovídající přímé úměře (tedy čím více - tím více).

Nejistota a neurčitost[editovat | editovat zdroj]

Jednou z posledních charakteristik komplexních sociálních systémů je nejistota a neurčitost. Nejistota představuje situaci, kdy nejsme schopni postihnout všechny možné alternativy, takže nevíme co a s jakou pravděpodobností se může stát. Oproti tomu neurčitost odpovídá situaci, kdy víme, co se může stát a s jakou pravděpodobností, ale nevíme, co konkrétně se může stát.

V tomto případě je důležité si uvědomit, že námi vytvářené modely jsou pouze odrazem nějaké reality, nikoliv realitou samotnou.

Nástroje pro popis systému[editovat | editovat zdroj]

Diagram kauzálních smyček[editovat | editovat zdroj]

Casual Loop Diagram nebo-li diagram kauzálních smyček, představuje diagram prvků a vztahů mezi nimi. Tento přístup vznikl zejména proto, aby principy systémové dynamiky byly snáz pochopitelné i pro širokou veřejnost. V počáteční fázi tvorby jednoduše popisuje problém a je tím pádem zřetelný i pro laika.

Diagram se skládá z proměnných a šipek, které označují vztahy mezi proměnnými. Šipky mohou být pozitivní a negativní. Pozitivní šipky (značka "+") vysvětlují, že čím se zvýší působení příčiny, tím se zvýší i celkový důsledek oproti původnímu stavu (nebo naopak). Tato struktura vede k trvalému růstu nebo trvalému poklesu. Negativní šipka (značka "-") znamená, že pokud se zvýší působení příčiny, sníží se celkový důsledek proti původnímu stavu. Struktura se snaží vyhledat stabilitu.

CLD diagram nemá zdaleka takovou vyjadřovací schopnost jako diagram stavů a toků, jelikož se v něm nenacházejí informace a jejich tok. Sice se snadno vytváří a podává základní představu o fungování systému, je tedy pro všechny snadno pochopitelný, nenacházejí se v něm však detailní popisy a specifické informace a vztahy mezi nimi.

Smyčka s více prvky[editovat | editovat zdroj]

Pokud je ve zpětnovazební smyčce více prvků, je potřeba spočítat, kolik je v nich negativních zpětných vazeb:

  • sudý počet negativních zpětných vazeb - pozitivní zpětnovazební smyčka
  • lichý počet negativních zpětných vazeb - negativní zpětnovazební smyčka.

Smyčka se zpožděním[editovat | editovat zdroj]

Mezi jednotlivými prvky v diagramu může nastat zpoždění, které se značí dvojitou čárou.

Diagram stavů a toků[editovat | editovat zdroj]

Spolu s výše uvedeným diagramem představuje diagram stavů a toků hlavní východisko konceptu systémově dynamické teorie. Oproti diagramu kauzálních smyček zobrazuje tento diagram především hladiny a toky.

Hladina[editovat | editovat zdroj]

Hladina představuje změny za určitý čas a tyto změny v sobě uchovává jako informaci. Tyto informace mohou být hmatatelné (př.: zásoby na skladě, počet prodaných vstupenek) tak nehmatatelné (př.: kvalita produktu, spokojenost zákazníků).

Tok[editovat | editovat zdroj]

Tok mění výše zmíněnou hladinu v časovém úseku. Označuje přeměnu informací, jejich přítok do hladiny nebo odtok z hladiny. Představují v diagramu akce.

Spoj[editovat | editovat zdroj]

Spojuje jednotlivé prvky v diagramu. Existuje spoj informační, zpožďovací a inicializační:

  • informační - přenáší informace mezi proměnnými (proměnné se mění okamžitě)
  • inicializační - lze u něj nastavit počáteční hodnotu hladiny
  • zpožďovací - přenos informací, které jsou zpožděné.

Systémové archetypy[editovat | editovat zdroj]

Archetyp představuje systém prvků a jejich vztahů a vazeb, které mají určitou charakteristickou strukturu. Všechny archetypy se skládají ze zpětné vazby, vyrovnávacích procesů a časového zpoždění.

Samoposilující se chování[editovat | editovat zdroj]

Společně s dalšími archetypy tvoří základní strukturu systémového myšlení. Tento archetyp generuje na základě pozitivní zpětné vazby růst nebo úpadek. Může tedy docházet k neustálému poklesu či neustálému růstu. Tomuto archetypu se také říká "princip sněhové koule" nebo "začarovaný kruh".

Cílové chování[editovat | editovat zdroj]

Tento archetyp usiluje o změnu stávajícího stavu na jiný, který je žádoucí. Funguje na principu negativní zpětné vazby, kdy tato vazba působí v sytému jako stabilizátor, snaží se udržet rovnováhu.

Meze růstu[editovat | editovat zdroj]

V reálném světě existují hranice, tudíž není možné, aby v systémech docházelo k nekonečným růstům či poklesům. Archetyp tedy představuje situaci, kdy dochází v systému k rapidnímu růstu, tento růst se postupem času zpomalí, nebo se úplně zastaví (v některých případech může dojít i k následnému poklesu).

Přesun břemene[editovat | editovat zdroj]

Stejně jako v životě, kdy problémy a symptomy se snažíme odložit na pozdější dobu nebo dokonce na někoho jiného, tak funguje i archetyp "přesun břemene". Právě zmíněné přesouvání může být pro danou situaci dočasným řešením, pro dlouhodobý vývoj má ovšem jen negativní dopad.

Eroze cílů[editovat | editovat zdroj]

Eroze cílů funguje podobně jako předchozí typ, jen s tím rozdílem, že eroze cílů se opakuje. Vyskytují se zde dvě smyčky, přičemž jedna se snaží o stabilizaci a druhá jí to znemožňuje.

Eskalace[editovat | editovat zdroj]

"Efekt červené královny" nebo-li eskalace představuje situaci, kdy na sebe navzájem působí dva systémy a chování jednotlivých subjektů je předvídatelné. Jejich akce jsou víceméně shodné, postupně nabírají na intenzitě a následně může dojít až ke kolapsu. Archetyp se skládá ze dvou smyček, které vzájemným působením vytvoří jedinou posilující smyčku.

Nápravy, které se vymstí[editovat | editovat zdroj]

Tento archetyp se podobá "přesunu břemene". Zaměřuje se především na počáteční stav, koncový stav a rozdíl mezi nimi. Po zjištění rozdílu se snaží současný stav dostat k tomu cílovému, při čemž vznikají problémy a stav systému na tom může být ve finále hůř, než na samotném začátku.

Růst a nedostatečné investice[editovat | editovat zdroj]

Růst a nedostatečné investice představují situaci, kdy firma omezuje svůj vlastní růst tím, že příliš málo investuje. Tento nedostatek investic má další dopady na celou firmu.

Náhodní protivníci[editovat | editovat zdroj]

Archetyp popisuje situaci, kdy se protivníci snaží o svůj vlastní úspěch a vzájemně poškozují ostatní konkurenty. Je založen na kombinaci pozitivních a negativních vazeb.

Úspěch úspěšným[editovat | editovat zdroj]

Archetyp "úspěch úspěšným" ukazuje, jak je jednoduché ovlivnit výsledek založený na počáteční důvěře, aniž bychom si uvědomili, že výsledek byl důvěrou ovlivněn.

Tragédie společného[editovat | editovat zdroj]

Tragédie společného zobrazuje závislost dvou různých aktivit na jednom zdroji. Každá aktivita se snaží maximalizovat svůj užitek na úkor ostatních aktivit. Veškeré aktivity se snaží porazit celý systém, tím pádem může dojít ke kolapsu celého systému.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. MILDEOVÁ, Stanislava a Viktor VOJTKO. Systémová dynamika. Vyd. 2., přeprac. V Praze: Oeconomica, 2008. ISBN 978-80-245-1448-2.

Související články[editovat | editovat zdroj]