Глава 1. Системные структуры и поведение. Основы

Система — это совокупность элементов, связанных между собой и согласованно действующих для достижения определенной цели. Системы строятся на трех обязательных составляющих: элементы, взаимосвязи и назначение (или цель).

Вы думаете, что если вы знаете, что такое «один», то вы знаете и что такое «два», потому что один и один будет два. Но вы забываете о том, что должны понимать, что такое «и».
Суфийская притча

Многие взаимосвязи в системах реализуются через потоки информации. Информация связывает систему в единое целое и во многом определяет ее поведение. Лучший способ установить цель системы – понаблюдать какое-то время за ее поведением.

Обычно система остается самой собой и меняется очень медленно (если вообще меняется), несмотря на полное обновление ее элементов — до тех пор, пока сохраняются цели системы и структура взаимосвязей. А вот если меняются взаимосвязи, то система может претерпеть значительные изменения.

Наименее явная часть системы — ее назначение или цель — оказывает определяющее влияния на поведение системы.

Изменение цели может полностью преобразовать систему, даже если все ее элементы и взаимосвязи остались на месте. Элементы — те части системы, которые нам проще всего заметить, — чаще всего (хотя и не всегда) оказывают наименьшее влияние на отличительные черты системы. Но только в том случае, если изменение элемента не приводит к изменению взаимосвязей или цели.

Запас (или уровень) — это то, что имеется в определенном количестве, накоплено за какой-то период времени, запасено в материальной форме или в виде информации. Запасы и уровни отражают хронологию изменений потоков в системе. Уровни меняются во времени в результате работы потоков. Потоки могут быть входящими – увеличивающими уровень, или исходящими – понижающими уровень (рис. 1).

Рис. 1. Как читать потоковые диаграммы. В этой книге запасы или уровни изображаются прямоугольниками, а потоки — «трубопроводами» со стрелками, ведущими к прямоугольнику или из него. На каждом трубопроводе изображен «вентиль», который можно либо открывать больше или меньше, регулируя поток, либо держать в полностью открытом или полностью закрытом состоянии. «Облака» в начале и конце схемы символизируют источник и сток соответствующего потока, их физический смысл нам не важен.

Если сумма всех выходных потоков равна сумме всех входных потоков, уровень или объем запаса будет неизменным; в таких случаях устанавливается динамическое равновесие на уровне, который наблюдался в тот момент, когда потоки сравнялись. Людям свойственно обращать внимание в первую очередь на запасы, а не на потоки. А если уж мы обращаем внимание на потоки, то в первую очередь на входящие, и лишь затем на выходящие.

Подобным образом компании могут поддерживать большой штат сотрудников: либо нанимать больше новых работников, либо принимать меры, чтобы не уходили прежние (и чтобы их не за что было увольнять). Причем стоимость этих двух стратегий может очень сильно отличаться.

Изменение запасов и уровней требует времени. Чтобы был эффект, потоки должны действовать некоторое время. Это ключ к пониманию поведения систем. Запасы обычно изменяются медленно, даже если входные и выходные потоки меняются очень резко. Это приводит к возникновению запаздываний и служит в системе своего рода буфером, смягчающим внешние воздействия.

Запаздывания, вызываемые в системах медленным изменением запасов, могут приводить к проблемам, но могут и способствовать стабильности системы. Если вы имеете представление о скорости изменения запасов, то не будете ожидать быстрых подвижек там, где они в принципе не могут быть быстрыми. И не станете раньше времени бросать начатое. Запасы выполняют еще одну очень важную функцию в системе, и она приведет нас прямиком к понятию обратной связи. Наличие запасов позволяет входным и выходным потокам существовать независимо. Какое-то время система может позволить этим потокам не уравновешивать друг друга.

Величину запасов отслеживают постоянно, и на основе этих данных принимают решения и меры по увеличению или уменьшению запасов или по поддержанию их в определенных пределах. Специалисты по динамике систем представляют себе мир как совокупность запасов с механизмами, которые регулируют их уровень за счет управления потоками. Системные мыслители рассматривают мир как совокупность обратных связей.

Демонстрация определенного типа поведения в течение продолжительного времени — первый признак того, что в системе присутствует обратная связь. Циклы обратной связи могут удерживать уровень запаса в определенных пределах, заставлять его расти или уменьшаться. В любом случае потоки, ведущие к запасу или исходящие из него, меняются в зависимости от величины самого запаса.

Цикл (петля) обратной связи представляет собой цепочку причинно-следственных связей, исходящую из запаса и возвращающуюся к нему же. Связи реализуются через набор решений, правил, физических законов или действий, зависящих от величины самого запаса. Изменение запаса вызывает изменение потока, в свою очередь, вызывающее дальнейшее изменение запаса, и т. д.

Петли обратной связи, стабилизирующие запас на каком-то уровне, позволяющие его регулировать и достигать желаемого значения, называются балансирующими циклами обратной связи. Внутри такого цикла на диаграмме ставится буква «Б». Балансирующие циклы стремятся к достижению какого-то значения, к стабилизации (рис. 2).

Рис. 2. Балансирующий цикл обратной связи

Балансирующие циклы обратной связи служат выравнивающими структурами в системе, позволяют достичь желаемого значения, выполняют функции одновременно источника стабильности и противодействия изменениям.

Усиливающие циклы обратной связи раскручивают сами себя, приводя к экспоненциальному росту или даже выходу системы за пределы. Они встречаются в системах всякий раз, когда какой-либо запас обладает способностью воспроизводить себя или какую-то свою часть (рис. 3).

Рис. 3. Усиливающий цикл обратной связи

Усиливающие обратные связи встречаются очень часто, поэтому полезно знать одну их характерную особенность: время удвоения — время, необходимое экспоненциальному росту для того, чтобы удвоить величину запаса, — приблизительно равно отношению 70 к скорости роста, выраженной в процентах. Например, если вы положили в банк 100 долларов под 7% годовых, то сумма увеличится вдвое через 10лет (70 / 7 = 10). Если банковская ставка всего 5%, то для удвоения суммы на счете потребуется 14 лет.

Если вы начнете везде замечать действие обратных связей, значит, вы превращаетесь в системного мыслителя. Вместо того, чтобы замечать, только как А вызывает Б, вы начнете задумываться, а нет ли еще и влияния Б на А и не усиливает ли (или ослабляет) А самое себя. И когда по радио передадут, что Федеральный резервный банк принимает какие-то меры, чтобы регулировать экономику, вы сразу сделаете вывод, что и экономика как-то повлияла на Федеральный резервный банк. И когда кто-то скажет вам, что рост населения вызывает распространение нищеты, вы зададитесь вопросом «Не может ли нищета приводить к росту численности населения?»

Вместо того чтобы искать виноватых, вы спросите себя: «Какова эта система?» Понятие обратной связи приводит нас к осознанию того, что система может быть причиной своего собственного поведения.

Поиск по сайту: