系統動力學

系統動態學 （ System dynamics ） ， 或稱系統動力學 ， 是美國麻省理工史隆管理學院Jay W. Forrester於1950年代綜合了系統理論 ( System Theory ) 、 擅長於大量變數 、 高階非線性系統的研究 ， 系統中的因 、 果回饋關係環環相扣 ， 例如研究世界人口 、 生產活動 、 污染 、 自然資源等問題的 「 世界動態學模式 」 ( Forrester, 1973 ) 、 研究都市發展動態的 「 都市動態學模式 」 ( Forrester, 1969 ) 等 。 系統動態學應用的領域非常廣泛 ， 包含生態 、 經濟 、 社會 、 組織 、 管理 、 環境保護等 。 系統動態學研究的主要貢獻是對於動態系統反直覺行爲的深入瞭解 ， 透過行爲背後的結構性原因 來解釋爲何行爲產生如此的變化形態 ； 其次透過電腦的模擬提供了政策設計與學習的練習場 。 系統動態學對問題的理解 ， 是基於系統行爲與內在機制間的相互緊密的依賴關係 ， 並且透過數學模型的建立與操弄的過程而獲得的 ， 逐步發掘出產生變化形態的因 、 果關係 ， 系統動態學稱之爲結構 。 所謂結構是指一組環環相扣的行動或決策規則所構成的網路 ， 例如指導組織成員每日行動與決策的一組相互關連的準則 、 慣例或政策 ， 這一組結構決定了組織行爲的特性 。 構成系統動態學模式結構的主要元件包含下列幾項 ， 「 流 」 ( flow ) 、 「 積量 」 ( level ) 、 「 率量 」 ( rate ) 、 「 輔助變數 」 ( auxiliary ) ( Forrester, 1961 ) 。 系統動態學將組織中的運作 ， 以六種流來加以表示 ， 包括訂單 ( order ) 流 、 人員 ( people ) 流 、 錢 ( money ) 流 、 設備 ( equipment ) 流 、 物料流 ( material ) 與資訊 ( information ) 流 ， 這六種流歸納了組織運作所包含的基本結構 。 積量表示真實世界中 ， 可隨時間遞移而累積或減少的事物 ， 其中包含可見的 ， 如存貨水準 、 人員數 ； 與不可見的 ， 如認知負荷的水準或壓力等 ， 它代表了某一時點 ， 環境變數的狀態 ， 是模式中資訊的來源 ； 率量表示某一個積量 ， 在單位時間內量的變化速率 ， 它可以是單純地表示增加 、 減少或是淨增加率 ， 是資訊處理與轉換成行動的地方 ； 輔助變數在模式中有三種涵意 ， 資訊處理的中間過程 、 參數值 、 模式的輸入測試函數 。 其中 ， 前兩種涵意都可視爲率量變數的一部分 。 系統動態學的建模基本單位 － 資訊回饋環路結構的基本組成是資訊回饋環路 ( information feedback loops ) 。 環路是由現況 、 目標以及現況 所構成的 ， 環路行爲的特性在消弭目標與現況間的差距 ， 例如存貨的調節環路 。 除了目標追尋的負環外 ， 還有一種具有自我增強 ( self - reinforced ) 的正回饋環路 ， 即因果彼此相互增強的影響關係 ， 系統的行爲則是環路間彼此力量消長的過程 。 但除此之外結構還須包括時間滯延 ( time delay ) 的過程 ， 如組織中不論是實體的過程例如生產 、 運輸 、 傳遞等 ， 或是無形的過程例如決策過程 ， 以及認知的過程等都存在著或長或短的時間延遲 。 系統動態學的建模過程 ， 主要就是透過觀察系統內六種流的交互運作過程 ， 討論不同流裏 ， 其積量的變化與影響積量的各種率量行爲 。