인과 루프 다이어그램

인과 루프 다이어그램(, CLD)은 시스템 내의 서로 다른 변수들이 인과적으로 어떻게 상호 연결되어 있는지를 시각화하는 인과 지도의 일종이다. 이 다이어그램은 일련의 단어와 화살표로 구성된다. 인과 루프 다이어그램은 CLD가 묘사하는 인과적으로 닫힌 상황을 설명하는 서술과 함께 제공된다. 다이어그램에서 닫힌 루프, 즉 인과적 피드백 루프는 언뜻 보기에 명확하지 않은 악순환과 선순환을 식별하는 데 도움을 주기 때문에 CLD의 매우 중요한 특징이다.

화살표가 들어오고 나가는 단어들은 변수, 즉 시간이 지남에 따라 값이 변하는 양을 나타내며, 연결선은 두 변수 사이의 인과 관계를 나타낸다(즉, 물질적 흐름을 나타내는 것이 아니다). 로 표시된 연결은 양의 관계를 나타내며, 다른 모든 조건이 동일할 때 원인 변수의 증가가 결과 변수의 증가로 이어지거나, 원인 변수의 감소가 결과 변수의 감소로 이어지는 경우를 의미한다. 로 표시된 연결은 음의 관계를 나타내며, 다른 모든 조건이 동일할 때 원인 변수의 증가가 결과 변수의 감소로 이어지거나, 원인 변수의 감소가 결과 변수의 증가로 이어지는 경우를 의미한다. 양의 인과 연결은 같은 방향으로의 변화를 이끈다고 할 수 있고, 음의 인과 연결은 반대 방향으로의 변화를 이끈다고 할 수 있다. 즉, 연결이 시작되는 변수가 증가하면 다른 변수는 감소하며 그 반대의 경우도 마찬가지다.

화살표가 없는 단어들은 루프의 라벨이다. 연결선과 마찬가지로 피드백 루프는 양성(자기강화) 또는 음성(자기조절) 극성을 가진다. CLD에는 이러한 과정에 대한 라벨이 포함되며, 종종 숫자(예: 서술에서 첫 번째로 설명되는 자기조절 루프의 경우 B1, 두 번째의 경우 B2 등)와 루프의 기능을 설명하는 문구(예: "서두르면 일을 그르친다")를 사용한다. 자기강화 루프는 어떤 변수의 변화 효과가 루프를 통해 전파되어 초기 편차를 강화하는 방향으로 돌아오는 순환이다(즉, 자기강화 루프에서 변수가 증가하면 순환을 통한 효과가 다시 해당 변수를 증가시키며 그 반대도 마찬가지다). 자기조절 루프는 어떤 변수의 변화 효과가 루프를 통해 전파되어 초기 편차와 반대되는 편차를 변수에 돌려주는 순환이다(즉, 자기조절 루프에서 변수가 증가하면 순환을 통한 효과가 다시 해당 변수를 감소시키며 그 반대도 마찬가지다). 자기조절 루프는 일반적으로 목표 추구형 또는 오류 민감형 과정이며 루프의 목표를 나타내는 변수와 함께 제시된다. 자기강화 루프는 일반적으로 악순환 또는 선순환이다.

그림에 표시된 양성 자기강화 루프의 예시:
 의 양은 ''에서 ''를 가리키는 상단의 파란색 화살표로 표시된 것처럼 의 양에 영향을 미친다.
 의 증가는 의 증가로 이어지므로, 이 연결은 양성이며 로 표시된다.
 는 에 더해지며, 이는 하단의 파란색 화살표로 표시된 또 다른 양의 연결이다.
 이 변수들 사이의 인과 효과는 초록색 화살표로 표시된 양성 자기강화 루프를 형성하며, 이는 R로 표기된다. (양성과 음성이라는 용어는 "증가하는 경향"과 "감소하는 경향"을 의미하며, 주관적인 가치 판단을 의미하지 않는다.)

 역사 

원인과 결과의 유향 그래프 모델을 구축하기 위해 단어와 화살표(네트워크 이론에서는 노드와 엣지로 알려짐)를 사용하는 방식은 최소한 1918년 시월 라이트가 사용한 경로 분석까지 거슬러 올라간다. 조지 리처드슨의 저서 "사회과학과 체계 이론에서의 피드백 사고(Feedback Thought in Social Science and Systems theory)"에 따르면,George P. Richardson – 1991 - "Feedback thought in social science and systems theory" 피드백 시스템을 설명하기 위해 인과 루프 다이어그램을 공식적으로 사용해 처음 출판된 사례는 마루야마 마고로의 1963년 논문 "제2 사이버네틱스: 편차 증폭 상호 인과 과정(The Second Cybernetics: Deviation-Amplifying Mutual Causal Processes)"이다.Maruyama, Magoroh. "THE SECOND CYBERNETICS Deviation-Amplifying Mutual Causal Processes". (1963).

 양의 인과 연결과 음의 인과 연결 
 양의 인과 연결은 두 변수가 같은 방향으로 변화함을 의미한다. 즉, 연결이 시작되는 변수가 감소하면 다른 변수도 감소한다. 마찬가지로, 연결이 시작되는 변수가 증가하면 다른 변수도 증가한다.
 음의 인과 연결은 두 변수가 반대 방향으로 변화함을 의미한다. 즉, 연결이 시작되는 변수가 증가하면 다른 변수는 감소하며 그 반대의 경우도 마찬가지다.

 예시 

 자기강화 루프와 자기조절 루프 
인과 루프가 자기강화형인지 자기조절형인지 확인하기 위해서는 "변수 1이 증가한다"와 같은 가정에서 시작하여 루프를 따라가 볼 수 있다.
 루프를 한 바퀴 돌았을 때 초기 가정과 동일한 결과가 나오면 자기강화(reinforcing) 루프이다.
 결과가 초기 가정과 모순되면 자기조절(balancing) 루프이다.
다른 방식으로 표현하자면 다음과 같다.
 자기강화 루프는 음의 연결 개수가 짝수이다(0도 짝수에 포함됨, 아래 예시 참조).
 자기조절 루프는 음의 연결 개수가 홀수이다.

자기강화 루프와 자기조절 루프를 식별하는 것은 기준 행동 패턴(Reference Behaviour Patterns), 즉 시스템의 가능한 동적 행동을 식별하는 중요한 단계다.
 자기강화 루프는 지수함수적 증가/감소와 관련이 있다.
 자기조절 루프는 정체기(plateau)에 도달하는 것과 관련이 있다.
만약 시스템에 지연(종종 인과 연결선 위에 짧은 선을 그어 표시함)이 있다면 시스템은 변동(fluctuate)할 수 있다.

 예시 


 각주 


 외부 링크 

 WikiSD 시스템 다이내믹스 학회 위키
 인과 루프 다이어그램 읽는 법 배우기 - SystemsAndUs 제공

분류:인과관계