JSD講演会（2016年8⽉25⽇

システム・ダイナミックス（SD）とは於 専修⼤学神⽥校舎）http://j-s-d.jp

ＳＤの重要要素：Common body ofknowledge in SD

問題解決や⽅針決定に役⽴つインサイトを得るための分析⼿法
コンピュータ・シミュレーションを使⽤•シミュレーション→逐次計算

専修⼤学 商学部
⾼橋 裕
takahasi@isc.senshu-u.ac.jp

ダイナミックなふるまいに着⽬
分析対象を「システム」と捉え、モデル化

システム：複数の要素があり、特定の⽬的のためにそれらが機能する

多くの現実のシステムは複雑

2•変化に対する対応が⾮線形•フィードバックループ(因果関係の連環)•遅れ(移動・状態遷移・情報伝達など)

⾝の周りにたくさんある

複雑なシステムの特徴

普及率

味への期待

時間

不満の認識

3

⾏列の⻑さ

顧客の不満

購買意欲

•企業や官庁、学校、チーム、地域などの⼈の組織•⽣態系などの⾃然環境•会計制度や法制度など⼿続きのまとまり•これらの複合科学的分析⼿法は現代に⼊ってから発展

4SDを使う/学ぶ/教えるのに不可⽋な要素

何か⼀つだけを実現することはできない

SDをSDたらしめている特徴•物事はつながりあっている•我々⾃⾝がシステムの中にいる• ⾃然が検討の対象であっても、ヒトの⾏動が影響を及ぼす•「今⽇の解決」は「明⽇の問題の原因」にも

⼩分け・単純化は解決にならないかもシミュレーション(逐次計算)が分析に有効
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Common body ofknowledge
SDの共通知識体系（専⾨領域を構成する概念、⽤語、および活動などの完全セット）

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RTで出たCommon body of knowledge 要素

RTで出たCommon body of knowledge (候補)

（ブレインストーミングとして。合意ではない。）（ブレインストーミングとして。合意ではない。）

お題：SDに初めて取り組む授業で取り扱うべき事柄は？
• 定義や議論

お題：SDに初めて取り組む授業で取り扱うべき事柄は？

重要なのはフィードバック・ループ(循環する因果関係)• 定義や議論• フィードバックループ、因果関係、ストックとフロー、(ストックの)蓄積、遅れとその種類、反復的(iterative)モデリング、⽅針や意思決定、モデルで得られた洞察の伝達、変数間の関係、モデルの規模・範囲・階層• リファレンスモード（あるいはBOTグラフ）• SDの適切な利⽤(どんなとき使うべきで、どういうとき使うべきでないか)• なぜSDは役⽴つのか• SDと他の⼿法との⽐較• 例題モデルの分析

7• フィードバックループ、因果関係、ストックとフロー、(ストックの)蓄積、遅れとその種類、反復的(iterative)モデリング、⽅針や意思決定、モデルで得られた洞察の伝達、変数間の関係、モデルの規模・範囲・階層• リファレンスモード（あるいはBOTグラフ）• SDの適切な利⽤(どんなとき使うべきで、どういうとき使うべきでないか)• なぜSDは役⽴つのか• SDと他の⼿法との⽐較• 例題モデルの分析

8SDの図で使われる記号

ループ構造を際⽴たせた記述

アイコン■ストックフローダイアグラム

⼜は無印

名前
ストックレベル表す内容
ある時点で• たまっている量• 残っている量• 特定の状態にある量

フロー
レイト

あるストックのある時点の• 変化量
• 流⼊量
• 流出量

補助変数
コンバータ
リンク
⽮印

上記以外の量
他の量の「⾔い換え」
根本：情報の提供元
先(鏃)：情報を利⽤する変数

910

現実にはもう⼀つループがあるかも銀⾏に預けてあるお⾦もストックです

ループ

1112

SDを使うべき問題

ループのない考え⽅•ダイナミックな変化を描く必要性がある•明確な分析の⽬的がある•◎問題解決や状況改善を志向△ある時点の予測値算出•クライアントにとって重要な問題→ループを直視し、「内側」に原因を⾒出すには、覚悟が必要だから

フィードバックループの無視は、外部に根本原因があると考え、他者への批判や諦めにつながり、問題解決から遠ざかる責任は外にある。
⾃分たちはまきこまれているだけ。
嵐が通り過ぎるのを待つしかない。
運が悪い。

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ループの直視は、内部の根本原因を⾒据え、建設的に取り組むことにつながる

14

フィードバックループは重要状況の認識

ループのある考え⽅

我々の問題なのだから、我々が働きかければ変化は起きる！

「今このくらいか」

⾃然が対象であっても！

状況の更新

意思決定

(実際の量の確定)「この程度変えよう」

状況を変える⾏動(実際の変化量)15

因果ループ図＋予想される⼈⽉

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フィードバックループ

モデルの要素間を「原因→結果」で図⽰
原因側が変化したとき、結果側が同じ⽅向に変化する⽮印は「＋」、そうでなければ「−」次バージョンで ー
盛り込まれる
機能の数

Forrester (1971, section 4.2)参照

現在使⽤している製品の満⾜度

⽮印の循環•複数の「−」：正のフィードバックループ。
要素は発散。
•奇数の「−」：負のフィードバックループ。
各要素は収束。
⼈⼝＋正のフィードバックループ
17＋

出⽣数
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因果ループ図の限界

因果ループ図の利⽤
要素間関係の整理
あくまでも思考の補助

⼈⼝＋＋

出⽣数

•シミュレーションのツールではない(Richardson(1981)参照)•「まじめにやっている証拠」にしがち？
(Randers(1980)参照)•Forrester (2013) やWarren (2014)：使わない正のループと負のループ• ふるまいの特定：孤⽴した⼀つのループの場合のみ可能• 現実のふるまいとの対応は「ない」と思ったほうが良い△ふるまいからループ構造を当てはめる
×ループ構造からふるまいを予測

ループには必ずストックが含まれる• 状況を⾒て介⼊策をとる👈状況はストックです• ストック・フローを描き分けない因果ループ図には
限界
1920

他の限界：ループの書き漏らし＋負(−)のループ

営業要員
＋雇える
営業要員
＋営業予算

正(+)のループ

成約件数

正(+)のループ＋

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22

因果ループ図についての⼩括

アウトフロー(流出するフロー)•△因果ループ図の偏重◎ストック・フローの直視•因果ループ図では状況の⾒落としも多い•ヒトは⼀度完成した「図」(認識を可視化したもの)を変更したがらないので、因果図での⾒落としは正確な状況把握に
悪影響•ストックは、枯渇する（可能性がある）(Richardson(1981)参照)

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Ex. ストックが減ったら使⽤を控えるのでは？

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インフロー(流⼊するフロー)

取り組むのに適切な順序は？

•ストックは、⼦を⽣む（可能性がある）

1. 物理的な流れ

Ex. クチコミの発⽣源とフォロワーは無関係ではない

2. 情報の流れ

⼈は事実をそのまま認識しません。
現実値≠認識値思っていたこと、願っていたことと違う！

3. 情報の認識プロセスと認識された値

是正！

4. 認識された情報からくるプレッシャー
5. プレッシャーを受けたうえでの意思決定と⾏動
Richardson & Pugh III (1989, p.63)参照

25

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モデルとは使えるモデルの条件

何かの⽬的のために、現実の⼀部を表現したもの

現実の情報の使われ⽅や状態の変化をより正確に表現• ⾮線形な関係• 遅れを伴った反応や推移• しばしば単純化して• 特徴を強調して

普遍性？

⾝の周りの例• 売上予測モデル、収穫量予測モデル、⼼理的反応モデル• プラモデル、ファッションモデル、地図・・・

SDのモデルは定量的モデル• あればあったらよいが・・・• ⾃然科学のモデルでも、制約はある• ニュートンの運動⽅程式は光速よりずっと遅い運動に限定• ヒトが中に含まれるモデルではおのずと限定的に• 「解釈の違い」を⽣む余地が少ない• 複雑な問題をすっきり扱える• 「A社とB社では発⾔⼒のある部署が違う」

問題解決へのインサイトが得られることが重要

Richardson & Pugh III (1989, pp. 2-3)参照 27

徹底検証 (validation/test)

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Richardson & Pugh III (1989, p.310)参照

例:インターネット通信販売：⽉別新規顧客

実際に起きたことは再現できるか
モデルにおかしなところがないか•Forrester & Senge (1980), Sterman (1984),Barlas (1989)•モデルの完璧さや正当性を証明するのではないロバストであるべき•分析している対象は、微細な変動から影響を受ないのでは？
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Takahashi & Tanaka, 201630

この後は、クライアントの持つ様々なシナリオを検証

例: ⽇本のコメの在庫推移

Yamamoto et al. (2013)•インパクトはどの程度か•変化の起きる時期は？
•“Worse before better”はどの程度の規模・⻑さか•介⼊のポイントは⼒の及ぶ範囲なのか。そもそもその⽅針は受けいれられ得るか。
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例：ある商品の⽉初在庫個数

在庫は、かつて発注した分が⼊荷して増え、販売した分が減る。

発注量は在庫と平滑化された店頭販売数で決められていた。

33

モデル：遅れ(平滑化)が随所にある

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遅れがもたらす不思議な動き• 遅れ(平滑化)は元の情報の姿を⼤きくゆがめる• この世がリアルである以上、遅れは常にある• 平滑化はヒトの逃れられない性• 認識した情報をもとにヒトは世界認識を再構築• 無秩序(偶然)であっても秩序(必然性)を作ってしまう• 現実ではないものを⾒てしまう「幽霊の正体⾒たり枯れ尾花」

Richardson & Pugh III (1989, p.121)

35• このような「世の常」「⼈の性」に向き合っていないモデルは、机上の空論かも36

例：理想と現実のギャップを埋める

成⻑率が⾼い(0.1)場合

ギャップを埋めるのにかける時間=1
実際の調整にかける時間=1
ギャップを埋めるのにかける時間=2
実際の調整にかける時間=1

ギャップを埋めるのにかける時間=1
実際の調整にかける時間=2

⼩林(2002, p9)参照
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ＳＤは問題解決の⼿法です

成⻑率が低い(0.01)場合
成⻑率によって、とるべき戦略が変わる。
「急いで対応」が良いとは限らない。

ギャップを埋めるのにかける時間=1
実際の調整にかける時間=1
ギャップを埋めるのにかける時間=2
実際の調整にかける時間=138

ギャップを埋めるのにかける時間=1
実際の調整にかける時間=2•極端に単純化された箱庭の理想世界を⾒て、悟りを得ようとするものではありません•システムの構造を詳細に描写することを⽬指すものでもありません•システムの外側を⾮難し、あきらめるのではなく、内側を観察して、改善する考え⽅です•SDを使うことで、問題解決にコミットしましょう！
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⼤切なお願いうまくいかないときは、相談してみましょう使ったら、(可能なら)どんどん発表しましょう。

•誰だって、壁にぶつかるときはあります。
•優しい⼈は、必ずいます。
•「物事の理解を深めること」と「⾞輪を再発明するようなこと」は、異なります。

41• ドキュメントも残しましょう。

解決すべき問題は現場ごと・当事者ごとです。
• ⼀般解を探すのに労⼒を傾ける前に冷静になりましょう。

「問題を解決したがっている⼈」の思いをまずは受け⼊れてください。
• ＳＤにどんなに⻑けていても、問題の当事者よりも関連事実を深く知っているわけではありません。
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Asia Pacific Region System
Dynamics Conference 2017

The 35th International Conference of
the System Dynamics Society• 60th Anniversary Celebration• 2017年7⽉16⽇〜20⽇• Hyatt Regency Cambridge• 2017年3⽉22⽇原稿締め切り• 2017年2⽉19⽇〜22⽇• National University of Singapore• 10⽉13⽇申し込み締め切り• http://conference.systemdynamics.org/asia-pacific/• 問い合わせ先 rc4box3@nus.edu.sg• http://conference.systemdynamics.org/current/upload/2017CfP.pdf• 問い合わせ先 conference@systemdynamics.org

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参考⽂献①

参考⽂献②

Y. Barlas. (1989) “Multiple tests for validation of system dynamics type ofsimulation models.” European Journal of Operational Research, 42 (1), pp. 59-87.
J. W. Forrester. (1971) “Principles of systems,” Wright-Allen Press.
J. W. Forrester. (2013) Fireside Chat, Conference of the International System
Dynamics Society, July 24th.
J. W. Forrester and P. G. Senge. (1980) “Tests for building confidence in system
dynamics models.” TIMS Study in the Management Science, 14, pp. 209-228.
J. Randers. (1980) “Guidelines for model conceptualization.” In “Elements of thesystem dynamics method,” ed. J. Randers, 1980 (originally from MIT Press)
G. P. Richardson (1981) “Problems with Causal-Loop Diagrams.” D-3312-2. (alsoin System Dynamics Review, 1982, 2(2), pp. 158-170.)
G. P. Richardson & A. L. Pugh III. (1989) “Introduction to System Dynamics
Modeling” Pegasus Communications (originally from MIT Press and Productivity
Press)

J. Sterman. (1982) “Appropriate summary statistics for evaluation the historical fitof system dynamics models.” DYNAMICA,10, pp. 51-66.
Y. Takahashi & N. Tanaka. (2016) “Strategic Decision Support for Startup
Company Using System Dynamics: an online startup companyʼs case.” TheProceedings of The 34th International Conference of the System Dynamics
Society, July 2016
K. Warren. (2014) “Agile SD: fast, effective, reliable.” The proceedings ofInternational Conference of System Dynamics Society 2014.
S. Yamamoto, E. Yamaguchi, & Y. Takahashi (2013) “The Influence of Technology
Innovation for Rice Agriculture in Japan.” Proceedings of the 6th ISPIM
Innovation Symposium, 2013⼩林秀徳 (2002) 「政策研究の動学的展開」⽩桃書房システム・ダイナミックス学会⽇本⽀部

System Dynamics Society

http://j-s-d.jp
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