Systemdynamik - System Dynamics

Författare: Håkan Kjellerstrand (hakank@bonetmail.com).
Dokumentet påbörjades: 2003-06-30.

Upprinnelsen till mitt intresse av systemdynamik (system dynamics) var Thorvald Freiholtz lilla blogg-artikel (23 juni 2003) om Torsksystemdynamik där han beskriver en enkel modell över torskfisket och hur det beter sig. Speciellt modelleringen och dess språk gjorde mig storligen intresserad.

Eftersom jag då läste mycket om de mer matematiska modellerna av dynamiska/kaotiska system (se t.ex. mina bloggartiklar Dynamiska system) började jag genast lära mig mer om systemdynamik, både teoretiskt och praktiskt. Detta dokument innehåller några kommentarer om mina findings till dags dato, och är menat att vara en logg som kommer att skrivas om i takt (eller möjligen otakt) med mina erfarenheter.

Jag kommer här inte att försöka förklara i detalj vad systemdynamik är utan mer peka på hur man går vidare för att lära sig mer om det. I stort innebär det att dokumentet beskriver min egen väg.

En begreppslig not: En del av begreppen som används, t.ex. helhetssyn, se helheten och inte bara delarna har inlemmats i vårt vardagliga språk med en viss 'flum-status' och har därigenom nästan förlorat sitt värde. När man läser hur de mer seriösa systemdynamikerna använder och definierar begreppen får de faktiskt tillbaka en stor del av sina betydelser.

Vad är systemdynamik?

Systemdynamik är en teknik att modellera världen genom att se de olika delarna i ett system (organisation, företag, stad, jorden, miljö) som en helhet i stället för att studera enkla relationer mellan de enskilda delarna. Detta innebär att världen inte längre analyseras linjärt (enkel orsak - enkel verkan) utan icke-linjärt där även ett fåtal komponenter i ett system kan uppvisa komplexa beteenden, vilket innebär att man ofta inte kan förutsäga beteendet i ett längre perspektiv. Ofta är vår intuition om sådana samband underutvecklad, men kan, enligt systemdynamikerna, tränas upp ordentligt.

Helhetssynen på världen innebär att man ser världen lite annorlunda än vad vi är vana vid. T.ex.:

orsaken och verkan är inte nära i tid eller rum
problem som uppstår i systemet är ofta orsakade av systemets egen struktur
små förändringar kan ha stora konsekvenser

Den sistnämnda punkten är viktig: Den innebär att även om problemet är stort kan lösningen vara en liten förändring i systemet. Ett av de viktigaste syftena med systemdynamiken är just att hitta denna lösning för att förändra systemet till det bättre ("hävstångsprincipen").

Jay Forrester började utveckla metoden i på 1950-talet och sedan dess har han och en massa andra koncentrerat sig på samhällsfrågor, affärs-/företagsanalyser och ekonomiska modeller.

Några exempel på det som analyserats med systemdynamisk modell:

hur ska städer skötas, hur ska man komma ifrån slumområden
befolkningsexplosionen
miljöfrågor av olika slag och på olika nivåer
vad som gått fel i en organisation

Mycket mer om vad systemdynamiken håller på med finns i skrifterna som pekas på nedan.

I många av samhällsanalyserna finns det en politisk och samhällskritisk dimension som är viktig. Man måste naturligtvis inte hålla med om allting som sägs, men det är viktigt att diskussionen även förs på detta systemorienterade plan. I de mer organisationsinriktade studierna (och böckerna) finns det ofta en fokusering på individens utveckling i organisationen; även den kan vara nyttig att ta till sig. Man har också skrivit mycket kring utbildning och skapat organisationer för att få ut systembudskapet i skolorna så att eleverna lär sig det icke-linjära tänkandet så tidigt som möjligt.

Donella Meadows var en av pionjärerna inom systemdynamiken, men efter ett tag sadlade hon om och blev journalist. Läs hennes egen redogörelse för denna karriärändring och hennes spalt The Global Citizen.

Sajter

Här nedan är ett urval av de sajter och dokument som jag tror kan vara bra för att få en inblick i vad systemdynamik är.

Flajt Consulting är ett de svenska företagen som arbetar med systemdynamik (och där Thorvald Freiholtz arbetade när han skrev om torsksystemdynamik). De har skrivit en kort introduktion till systemdynamiken.

En betydligt mer inträngande beskrivning av systemdynamik finns i U.S. Department of Energy's Introduction to System Dynamics. Tyvärr är den lite stökig att läsa och svår att skriva ut (vilket är trist för sådana som mig som gärna läser på papper).

Road Maps: A Guide to Learning System Dynamics är en grundlig kurs i systemdynamik, som innehåller en herrans massa dokument att läsa, övningar att göra etc. För att få ut något vettigt av detta bör man även ladda ner ett system att arbeta med, t.ex. Vensim (se nedan). Denna rekommenderar jag definitivt!

Några roliga exempel:

Second Order Systems och Simulating Hamlet in the Classroom, som beskriver hur man gör systemdynamisk modellering av litteratur. Jämför gärna med dokumenten som refereras i min blogg-artikel Differentialekvationer - lite mer praktiskt.

Här finns också några av Jay Forresters paper: Counterintuitive Behavior of Social Systems och System Dynamics and K-12 Teachers som förklarar systemdynamikens syfte och en del av studierna.

F.ö. är hela sajten MIT System Dynamics in Education Project väl värd att kika på.

Andra mycket läsvärda sajter

Gene Bellingers Mental Model Musings
Speciellt intressant att läsa är Archetypes och the Way som har många konkreta exempel på de olika arketyperna.
System Dynamics Methods: A Quick Introduction är en praktisk crash course (cirka 125 sidor) i systemdynamik och koncentrerar sig på affärsanalysmodeller.
SD Mega Link List Innehåller mängder av länkar till andra systemdynamiksajter.
SYSTEM DYNAMICS: A tool to understand our world är ett litet dokument med flera exempel från nyhetsartiklar.

Böcker

Peter Senge: The fifth discipline

Peter Senges The Fifth Discipline kom ut 1990 och refereras fortfarande som ett viktigt verk. (Tyvärr hittade jag bara den svenska översättningen att läsa: Den femte disciplinen).

Boken innehåller inga matematiska formler och lyckas bra att förmedla komplexiteten och dynamiken som finns i olika system. Det görs pedagogiskt med många exempel från bl.a. olika företagsöden.

Boken fokuserar nästan uteslutande på hur ett företag eller en organisation ska bli bättre genom att identifiera olika systemfällor och därigenom undgå att fastna i fällorna, eller om man fastnat, hur man kommer ur en sådan. Lösningen är att förändra såväl tänkande på företags- och individnivå. Det pratas mycket om "lärande organisation", men även hur en individ ska växa som människa. Det låter kanske lite flummigt men Senge skriver bra och inspirerande.

Det jag primärt var intressad av när jag läste boken var hur man lär sig modellera världen, inte så mycket hur man erhåller och bibehåller en stark organisation, även om det naturligtvis är viktigt. De första kapitlen var mest givande med detta fokus.

Speciellt intressant är de olika arketyperna som diskuteras och exemplifieras, t.ex. "Tillväxtbegränsningar", "Lätta på trycket" och "Tillväxt och underinvestering". En sådan arketyp är en modell som uppvisar ett speciellt beteende (oftast problem). Fördelen med sådana arketyper är att man kan identifiera och kommunicera dessa problem och därmed de åtgärder ("hävstångseffekter") som löser just detta problem. I ett appendix finns en kort sammanfattning om de 10 vanligaste arketyperna. Se även Bellingers sajt.

(Personligen ses jag arketyperna mer som Patterns än som (Jungs) arketyper, även om det naturligtvis finns familjelikhet mellan begreppen.)

En recension av boken finns t.ex. här.

Beer game

Beer game (ölspelet alltså) är ett spel för att lära sig förstå den dynamik och komplexitet som finns i ett rätt enkelt system som tillverkning och distribution av öl med ett fåtal aktörer. Senge gör en bra och dramatisk beskrivning av detta spel. Mer om ölspelet finns t.ex. här.

John Sterman: Business Dynamics

John Stermans Business Dynamics är enligt många den bästa hands-on introduktionsboken i systemdynamik. Sterman är en av de riktigt stora inom området så han vet nog vad han talar om. Boken är på nästan 1000 sidor med tonvikt på affärsmodellering. Det finns även Vensim och ithink-modeler att ladda ner. Jag har ännu inte läst boken men kollat rätt mycket på modellerna.

Sterman beskriver mer om sitt arbete i sin All Models are Wrong: Reflections on Becoming a Systems Scientist.

Det finns en massa andra böcker som jag inte läst. Speciellt intresserant verkar dessa vara:

Feedback Thought in Social Science and Systems Theory innehåller bland annat en historik över hur systemdynamik upptstått, dess influenser etc.
Forresters böcker, eftersom var han som ursprungligen skapade metoden. I "Road Map" finns flera artiklar av honom.

Litteraturlistor

Här är några kommenterade litteraturlistor

Desert Island Dynamics: An Annotated Survey of the Essential System Dynamics Literature. Tyvärr är den lite gammal (från 1992), men klassiker är alltid klassiker...
www.optimlator.com/books.htm

System

Jag har försöka att installera nedantående tre Windows-system som enligt de flesta verkar vara de riktigt stora. Det finns säkert en hel del andra system.

Vensim är det system jag nu använder, inte för att det är bäst, för det vet jag inte, utan för att det är det enda jag lyckats installera under Linux (via Wine Windowsemulator).

Det finns en utvärderingsversion (Vensim PLE) att ladda ner, via denna sida.

PLE är också det enda av de system jag försökt installera som inte har tidsbegränsning eller andra crippleware-dumheter t.ex. att inte kunna spara modellerna. Naturligvis saknas en hel del funktioner som finns i de kommersiella versionerna, men det känns vara tillräckligt för att lära sig modellera.

Det följer med en Windows Help-fil som dokumenterar systemet väl, och som även beskriver hur man skapar modeller. Dock bör man läsa mer pedagogisk litteratur (se ovan) för att lära sig modellera ordentligt. Man kan även ladda ner PDF-varianter av dokumentationen (det är tillsammans cirka 800 sidor om man även räknar med dokumentation över funktioner som inte funkar i PLE-versionen).

Deras SynthSim är skoj: man startar en simulering, drar i lite spakar för att förändra förutsättningar och kan därmed se vad som händer. Deras Reality Check verkar också vara en killer feature.
ithink har jag alltså inte lyckats installera, men det verkar vara väldigt kompetent.
Powersim. Samma som med iThink.

Modeller att leka med

Det finns några sajter som har modeller man kan studera och leka med. Jag har koncentrerat mig uteslutande på att hitta Vensim-modeller.

Tom Fiddamans stora samling av Vensim och ithink-modeller. Mycket bra om man vill lära sig mer om det praktiska modellerandet. Här finns en hel del klassiker, t.ex. Forresters URBAN1-modell. Vissa Vensim-modeller fungerar inte i Vensim PLE-versionen.

Här finns även ithink-modeller.
Gene Bellingers arketyps-modeller kan laddas ner via hans sida Models. Där finns även en massa ithink-modeller.
Modeller från Stermans Business Dynamics. Både i Vensim och ithink.
Business Process Analysis Workshops: System Dynamics Models . Bland annat finns en modell för ölspelet (Beer game).

Koppling till dynamiska system/kaosteori

En av mina ursprungliga tankar när jag började läsa om systemdynamik var att kunna modellera förutom sociala system även olika fysiska dynamiska system (t.ex. pendlar, droppande kranar etc).

Jag har försökt hitta dokument och böcker som mer detaljerat beskriver kopplingen mellan systemdynamik och dynamiska system/kaosteori/differentialekvationer men har inte hittat speciellt mycket intressanta saker. Möjligen innehåller Forresters och andras tidigare verk mer information om detta, men dem har jag ännu inte kommit åt. Jag är naturligtvis tacksam för uppslag, maila mig gärna.

Tillbaka till min hemsida
Skapad av Håkan Kjellerstrand hakank@bonetmail.com

Last modified: Sat May 2 08:22:17 CEST 2009