Sistēmdinamika

Sistēmdinamika ir veids, kā izprast kompleksu sistēmu uzvedību laika gaitā. Sistēmdinamika izmanto iekšējās atgriezeniskās saites cilpas un laika kavējumus, kas ietekmē visas sistēmas uzvedību. No citām komplekso sistēmu pētīšanas metodēm tā atšķiras ar to, ka izmanto atgriezeniskās saites cilpas, krājumus un plūsmas. Ar šo elementu palīdzību var aprakstīt, kā pat šķietami vienkāršas sistēmas spēj uzrādīt mulsinošu nelinearitāti.

Modeļa "Jauna produkta pieņemšana" dinamiskā krājumu un plūsmu diagramma (modelis no Džona Stermana (John Sterman) 2001.g. raksta)‎

Pārskats

Sistēmdinamiku 20. gadsimta 50. gadu vidū izveidoja Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta profesors Džejs Vaits Foresters. Sistēmdinamika sākotnēji tika izstrādāta, lai palīdzētu uzņēmumu vadītājiem uzlabot izpratni par ražošanas procesiem, taču pašlaik tā tiek izmantota politikas analīzē un veidošanā gan sabiedriskajā, gan privātajā sektorā. Sistēmdinamika kā kompleksu sistēmu dinamiskās uzvedības izprašanas metode veido sistēmu teorijas daļu. Metodes pamatā ir atzinums, ka jebkuras sistēmas struktūra — tās sastāvdaļu daudzās riņķveida, savstarpēji saistītās, reizēm laika kavējumu ietekmētās attiecības — bieži vien sistēmas uzvedības noteikšanā ir tikpat nozīmīga kā pašas individuālās sastāvdaļas. Par piemēru tam kalpo haosa teorija un sociālā dinamika. Tiek apgalvots arī, ka dažkārt kopuma uzvedību nevar izskaidrot ar tā daļu uzvedību, tā kā bieži kopumam piemīt tādas īpašības, kas nav novērojamas tā elementiem.

Vēsture

1956. gadā Foresters pieņēma profesora amatu jaunizveidotajā MIT Sloana vadībzinātņu skolā. Viņa sākotnējais mērķis bija noteikt, kā viņa pieredzi zinātnē un inženierzinībās varētu lietderīgi attiecināt uz pamataspektiem, kas ietekmē korporāciju panākumus vai neveiksmes. Forestera ieskatu inženierzinību un vadības vispārpieņemtajos pamatos, kura rezultātā radās sistēmdinamika, lielā mērā izraisīja viņa sakari ar General Electric (GE) vadītājiem 1950. gadu vidū. Šajā laikā GE vadītāji bija pārsteigti par nozīmīgo novērojumu, ka nodarbinātībai viņu ierīču ražotnēs Kentuki bija raksturīgs trīs gadu cikls. Tika spriests, ka uzņēmējdarbības cikls šai nodarbinātības nestabilitātei nav pietiekams izskaidrojums. Veicot GE ražotņu krājumu, plūsmas, atgriezeniskās saites struktūras simulācijas (jeb aprēķinus) ar roku un tajos ietverot esošo uzņēmuma lēmumu pieņemšanas struktūru attiecībā uz darbinieku pieņemšanu un atlaišanu, Foresters spēja parādīt, kā GE nodarbinātības nestabilitāte bija atkarīga no firmas iekšējās struktūras, nevis no tādiem ārējiem spēkiem kā uzņēmējdarbības cikls. Šīs ar roku veiktās simulācijas bija sistēmdinamikas jomas aizsākums.

Sistēmdinamikas tēmas

Sistēmdinamikas diagrammu elementi ir atgriezeniskās saites cilpa, plūsmu apkopojums krājumos un laika kavējumi. Lai iztēlotos sistēmdinamikas pielietojumu, iedomājieties organizāciju, kas plāno ieviest novatorisku, izturīgu patēriņa produktu. Šai organizācijai jāsaprot iespējamā tirgus dinamika, lai varētu veidot tirgvedības un ražošanas plānus.

Cēloņu cilpu diagrammas

Modeļa "Jauna produkta pieņemšana" cēloņu cilpu diagramma

Cēloņu cilpu diagramma ir sistēmas atgriezeniskās saites cilpu vizualizācija. Šajā diagrammā ir divas atgriezeniskās saites cilpas. Pozitīvais pieaugums (apzīmēts ar „R”) labajā pusē liecina: jo vairāk cilvēku jau pieņēmuši jauno produktu, jo spēcīgāka mutvārdu reklāmas ietekme — vairāk cilvēku atsaucas uz produktu, ir vairāk demonstrāciju, vairāk apskatu. Šāda pozitīva atgriezeniskā saite radīs noietu, kas turpinās pieaugt. Otrā atgriezeniskās saites cilpa ir negatīvs pieaugums (jeb pretsvars — apzīmēta ar „B”). Protams, izaugsme nevar turpināties mūžīgi — jo vairāk cilvēku ir produktu ieviesuši, jo mazāk atliek potenciālo klientu. Abas atgriezeniskās saites cilpas darbojas vienlaicīgi, taču dažādos laikposmos var izpausties ar dažādu spēku. Tā, piemēram, var sagaidīt pieaugošu noietu pirmajos gados, bet sarūkošu — vēlākajos gados. Šajā dinamisko cēloņu cilpu diagrammā:

• 1.solis : (+) 1. solī zaļās bultiņas norāda, ka ieviešanas tempu (Adoption rate) ietekmē potenciālie klienti (Potential AdoptersI) un klienti (Adopters);
• 2.solis : (-) 2. solī sarkanā bultiņa norāda, ka potenciālo klientu (Potential adopters) skaits samazinās par ieviešanas tempu (Adoption rate);
• 3.solis : (+) 3. solī zilā bultiņa norāda, ka klientu (Adopters) skaits palielinās par ieviešanas tempu (Adoption rate).

Krājumu un plūsmu diagrammas

Nākamajā solī jāizveido tā sauktā krājumu un plūsmu diagramma. Krājums ir termins, ar ko apzīmē jebkuru vienību, kas laika gaitā uzkrājas vai tiek izlietota. Plūsma ir izmaiņu temps krājumos.

plūsma ir krājumu veidošanās temps

Mūsu piemērā ir divi krājumi: potenciālie klienti un klienti, kā arī viena plūsma: jaunie klienti. Līdz ar katru jaunu klientu potenciālo klientu krājums samazinās par vienu, bet klientu krājums — palielinās par vienu.

Vienādojumi

Patiesais sistēmdinamikas spēks izpaužas simulācijā. Lai gan ir iespējams veikt modelēšanu izklājlapā, pieejams daudz dažādu programmatūras pakotņu, kas optimizētas tieši šim nolūkam. Simulācija sastāv no šādiem posmiem:

• Noteikt problēmas robežas;
• Identificēt svarīgākos krājumus un plūsmas, kas ietekmē šo krājumu līmeni;
• Identificēt informācijas avotus, kas ietekmē plūsmas;
• Identificēt galvenās atgriezeniskās saites cilpas;
• Uzzīmēt cēloņu cilpu diagrammu, kas apvieno krājumus, plūsmas un informācijas avotus;
• Uzrakstīt vienādojumus, kas nosaka plūsmas;
• Novērtēt parametrus un sākotnējos nosacījumus. Tos var novērtēt, izmantojot statistikas metodes, ekspertu atzinumus, tirgus izpētes datus vai citus atbilstošus informācijas avotus;
• Simulēt modeli un analīzes rezultātus.

Dinamiskās simulācijas rezultāti

Dinamiskās simulācijas rezultāti rāda, ka sistēmas uzvedība novestu pie klientu izaugsmes atbilstoši klasiskai S līknei.Klientu skaita pieaugums sākotnēji ir ļoti lēns, tad kādu laiku pieaug eksponenciāli un visbeidzot sasniedz piesātinājumu.

Pielietošana

Sistēmdinamika atradusi pielietojumu plašā nozaru spektrā, piemēram, apdzīvotības, ekoloģijas un ekonomikas sistēmās, kas parasti savstarpēji spēcīgi mijiedarbojas. Sistēmdinamikai ir daudz dažādu vienkāršotu vadības pielietojumu. Tie ir labs instruments šādās jomās:

• Māca sistēmdomāšanas refleksus apmācāmajiem;
• Analizē un salīdzina pieņēmumus un psiholoģiskos modeļus attiecībā uz lietu darbību;
• Piešķir kvalitatīvu ieskatu sistēmas mehānismā vai lēmuma sekās;
• Atpazīst nepareizi funkcionējošas sistēmas arhetipus ikdienas darbā.

Pētamas situācijas sistēmdinamikas modeļa simulēšanai tiek izmantota datoprogrammatūra. Iespējamo gadījumu („ja nu...”) simulēšana zināmu stratēģiju pārbaudīšanai šādā modelī var labi palīdzēt izprast, kā sistēma mainās laika gaitā. Sistēmdinamika ir ļoti līdzīga sistēmdomāšanai un veido tādas pašas cēloņu cilpu diagrammas sistēmām ar atgriezenisko saiti. Taču sistēmdinamika parasti ar to nebeidzas — tā izmanto simulāciju, lai pētītu sistēmu uzvedību un alternatīvu stratēģiju ietekmi.

Literatūra

• Forrester, Jay W. (1961). Industriālā dinamika. Pegasus Communications. ISBN 1883823366.
• Forrester, Jay W. (1969). Pilsētas dinamika. Pegasus Communications. ISBN 1883823390.
• Meadows, Donella H. (1972). Izaugsmes robežas. New York: University books. ISBN 0-87663-165-0.