Правила построения системных моделей

Вы — главное действующее лицо в этой ситуации. Стройте модель, основываясь на личном опыте, исходите из собственной точки зрения.

Выстраивая модель системы, не забывайте о цели. Для чего вы это делаете, что хотите понять?

Начать можно с чего угодно.

Включайте в модель события, которые вы видите, слышите и чувствуете. Особенно значимы повторяющиеся события, участвующие в формировании паттерна.

В соответствии со своей целью определите границы системы, временной горизонт моделирования и людей — участников системы.

Включайте в модель только растущие или убывающие элементы, которые изменяются под воздействием других. Если хотите использовать что-то, остающееся неизменным, спросите себя: «Что это олицетворяет для меня?»

Сюжетные линии

Первый базовый сюжет — усиливающая петля. Это — как снежный ком с горы: чем дальше катится, тем больше становится. Ниже дан простой пример усиливающей петли: чем больше штат отдела сбыта, тем (до известного момента) масштабнее сбыт. Чем больше сбыт, тем значительнее рост компании и, соответственно, шире штат отдела сбыта.

Теперь присмотримся к связям между элементами. Отметьте первое звено. Расширение штата отдела сбыта ведет к увеличению объема продаж. Сокращение штата уменьшает объем продаж. Оба элемента изменяются в одном направлении. Рост одного ведет к росту другого. Уменьшение одного сопровождается уменьшением другого. Это усиливающая связь. В данном примере все связи — такого рода. Они известны как пропорциональные: два элемента меняются пропорционально.

Есть и второй тип усиливающей связи: изменение одного элемента просто добавляется к другому. Взгляните на следующую диаграмму.

Это другая разновидность усиливающей петли — все, при прочих равных условиях, растет (со временем, конечно, начнут действовать ограничивающие факторы, как и во всякой усиливающей петле). Обратите внимание на связь между коэффициентом рождаемости и численностью населения. С ростом коэффициента рождаемости численность населения растет, но при его уменьшении численность не убывает. Население продолжает увеличиваться, хоть и медленнее. Иными словами, в отличие от предыдущего типа усиливающей связи, два элемента не всегда изменяются в одном направлении. Когда увеличивается рождаемость, растет и численность населения, но когда рождаемость падает, численность населения может продолжить рост, хоть и не так быстро. Такую связь называют суммирующей усиливающей связью. Прирост одного элемента в любом случае увеличивает другой элемент. Все усиливающие связи, как суммирующие, так и пропорциональные, показываются с положительным знаком. Это не значит, что они обязательно хорошие, знак «плюс» просто обозначает усиливающую связь.

А теперь посмотрите на следующую диаграмму. Это пример усиливающего контура для игрока в теннис.

Это механизм усиливающей обратной связи. Обратите внимание на связи. Чем больше времени на тренировки — тем меньше ошибок, чем меньше времени уделяется тренировкам — тем больше ошибок. Эти два элемента изменяются в противоположных направлениях (рост одного сопровождается уменьшением другого, и наоборот). Эта пропорциональная обратная связь обозначена знаком «минус», который не указывает на что-то плохое. Им обозначаются все уравновешивающие связи. Следующая связь — также уравновешивающая. Чем меньше ошибок, тем больше выигранных партий, чем больше ошибок — тем меньше выигрышей. Следующие две связи усиливающие: чем больше побед, тем выше удовлетворенность, а чем она выше, тем сильнее мотив продолжать тренировки. Эта последовательность в целом образует петлю усиливающей обратной связи, хотя и включающей две уравновешивающих связи. Если вы представите себе, как идете по этой петле, наращивая мастерство теннисиста, то почувствуете, что это — механизм усиливающей обратной связи.

Есть простое правило, позволяющее сразу оценить характер механизма обратной связи при любом количестве звеньев. Если общее число отрицательных (балансирующих) звеньев четное, перед вами — усиливающий механизм (включая и тот случай, когда балансирующих звеньев нет совсем, так как нуль — это число четное). Если же общее число отрицательных (балансирующих) звеньев нечетное, то перед вами — уравновешивающий механизм обратной связи. Причина в том, что две отрицательных связи взаимно гасятся и образуют эквивалент усиливающей связи (например, чем больше тренировок, тем больше выигранных партий).

Возможен и другой вариант уравновешивающей связи, в которой один элемент вычитается из другого. Пример — ловля рыбы.

Чем больше траулеров, тем меньше рыбы в море. Но уменьшение числа траулеров не означает прироста рыбных запасов. Даже один траулер уменьшает количество рыбы в море. Это балансирующая связь.

Контур уравновешивающей обратной связи представляет второй базовый сюжет. У любой уравновешивающей петли обратной связи есть цель. Движущей силой механизма уравновешивающей обратной связи служит стремление преодолеть разрыв между действительным и желаемым состоянием. Это порождает действие, которое может быть как успешным, так и неудачным.

Когда разницу удается устранить, оснований для действия больше нет, и петля исчезает. На практике из-за ограничений, налагаемых другими факторами, разрыв между целью и фактом не всегда удается преодолеть окончательно. Стандарты, которые мы для себя устанавливаем, определяют величину разрыва между желаемым и действительным и, соответственно, интенсивность усилий на его устранение. Чем выше мы подняли планку, тем значительнее разрыв и тем больше нужно усилий для его преодоления.

Мы не поддались искушению упростить этот раздел, так как это могло бы ввести наших читателей в заблуждение.

Вы скоро поймете, что существует два вида уравновешивающих связей и два вида усиливающих связей, потому что некоторые связи действуют только в одном направлении: они либо всегда усиливают, либо всегда ослабляют. Причина вот в чем. В рассматриваемых нами системных диаграммах (причинно-следственных моделях) могут содержаться два вида элементов, которые мы обозначим как уровень и поток.

Уровень — это количество, накапливающееся со временем, например численность населения, число членов семьи, количество рыбы в море, деньги на банковском счете.

Поток есть мера изменения чего-либо во времени. Коэффициент рождаемости, расходы, скорость исчерпания природных ресурсов — все это потоки. Поток — это всегда движение. Любая характеристика, которую мы можем обозначить как «темп» или «скорость», — это поток. Так что количество денег на банковском счете — это уровень, а расходы — поток. Количество пива в кружке — это уровень, а скорость ее наполнения — поток. Последний ведет к изменению уровня. Как уровень, так и поток могут увеличиваться и уменьшаться. (Например, численность населения страны может увеличиваться и уменьшаться и точно так же — коэффициент рождаемости.)

Когда один уровень связан с другим, оба изменяются пропорционально и в одном направлении. Но когда с уровнем связан поток, они не будут меняться пропорционально, потому что, даже уменьшившись, поток все-таки будет повышать уровень, и тот будет возрастать.

Например, связь между коэффициентом рождаемости (потоком) и численностью населения (уровнем) — усиливающая. Когда рождаемость возрастает, увеличивается и население. Но оно будет расти и при стабильном уровне рождаемости. Даже при сокращении рождаемости численность населения все еще может расти (если уровень смертности невысок), потому что даже в этом случае население все-таки увеличивается. Или, допустим, мы наполняем стакан водой: чем сильнее ее поток, тем быстрее наполняется стакан (растет уровень). Но если уменьшить поток, количество воды в стакане все-таки будет увеличиваться, хотя и медленнее. Таким образом, мы получаем вторую разновидность усиливающей связи, в которой один элемент (поток) всегда приводит к увеличению другого (уровня), а также еще одну разновидность уравновешивающей связи, когда один элемент (поток) всегда уменьшает другой (уровень).

Когда в системе нет связи между потоком и уровнем, причинно-следственная зависимость формирует сюжеты типа «порочный круг» или «успех рождает успех». В этом случае зависимые переменные совместно падают либо растут (например, моральный дух команды и успех). Когда в системе присутствует связь между потоком и уровнем, связь может иметь суммирующий или вычитающий характер, а контур обратной связи соответственно будет усиливающим или уравновешивающим.

Все это означает, что нам необходимо более точно определить введенные выше определения двух основных типов обратной связи.

· Мы считаем, что один элемент оказывает усиливающее влияние на другой, если увеличение (уменьшение) первого ведет к большему увеличению (уменьшению) второго, чем в случае, когда первый элемент остался бы неизменным.

· Мы считаем, что один элемент оказывает уравновешивающее влияние на другой, когда увеличение (уменьшение) первого ведет к большему уменьшению (увеличению) второго, чем в случае, когда первый элемент остался бы неизменным.

На практике это означает, что нужно внимательно следить за направлением изменения элементов, используя при этом знания и интуицию. На системных диаграммах, в причинно-следственных моделях мы не используем особых обозначений для переменных типа «уровень» или «поток». В этом нет нужды. Чтобы правильно увидеть влияние одного элемента на другой, нужно рассуждать следующим образом:

· Если я увеличу Х, что произойдет с Y?

· Если Y также увеличится, значит, это — усиливающая связь.

· Если Y уменьшится, это — уравновешивающая связь.

Такой прием позволит выявить структуру системы. Но когда вы захотите понять ее поведение, придется более точно разобраться с тем, какого типа усиливающие и балансирующие связи действуют в вашей системе.

Рассмотренные диаграммы позволяют нам наглядно представить структуру системы. Это дает возможность прояснить многие ситуации. Однако такая диаграмма не всегда позволяет дать ответ на вопрос, как будет вести себя система с данной структурой. Одно и то же поведение может быть порождением разных структур, а одна и та же структура в состоянии давать различные формы поведения. Не нужно думать, что определенная структура всегда предполагает одинаковое поведение. Рисунки — это упрощенные модели, они не дают однозначных ответов. Мы бы очень удивились, если бы они могли это делать. Они не похожи на математические формулы, которые всегда выдают «правильный» ответ: в нашем случае таких нет, а есть набор возможных ответов, которые можно исследовать дальше (18).

Завершая построение системной диаграммы, следует вставить символы, обозначающие временные задержки там, где их величина существенно выше по сравнению со скоростью передачи взаимного влияния между большей частью элементов в системе. В нашей книге для обозначения такого рода задержек мы использовали изображение часового циферблата. Задержки почти всегда очень важны для понимания поведения системы. В случае с теннисом, например, потребуется длительное время для тренировок, прежде чем игрок начнет делать меньше ошибок.

Наличие задержки означает, что в данном звене результаты появляются на выходе медленнее, чем в соседнем, как это имеет место на производственной линии, где станки обладают разной производительностью. Ее общая мощность определяется «слабым звеном» — элементом с наименьшей производительностью. Самый «медленный» элемент определяет скорость появления результатов на выходе, так что всем остальным нет смысла спешить: быстрее все равно не будет.

Например, когда мы развиваем какой-то навык, то можем стараться изо всех сил, но при этом поначалу не будет происходить каких-либо улучшений. Это может привести нас в уныние, но если проявить настойчивость, то зачастую происходит внезапный скачок, как будто удалось преодолеть некий порог и за один день добиться значительных улучшений. Наличие задержек в системе обусловливает появление эффекта «последействия», так что результат ранее произведенного действия ощущается еще какое-то время и после того, как оно прекратилось.

Задержки могут вести к наращиванию давления в системе, подобно тому, что возникает в трубопроводе, когда неисправен предохранительный клапан. Вам кажется, что ничего не происходит, а на самом деле давление нарастает и может привести к разрыву трубы. Если задержка в одном из элементов велика относительно скорости передачи в остальной системе, давление в нем будет нарастать, пока не достигнет пороговой величины, и случится катастрофа. Например, молодой врач может несколько недель работать по 80 часов в неделю, но в конце концов он вымотает себя до предела. В таком темпе долго работать не удастся.

Обозначения на системных диаграммах

Если изменение одного элемента ведет к изменению другого в том же направлении (увеличивается или уменьшается один, в ответ увеличивается или уменьшается другой), обозначайте эту связь знаком «плюс» (+). Это — пропорциональная усиливающая связь. Если один элемент в любом случае увеличивает другой, это также усиливающая связь, которую следует обозначать тем же знаком «плюс».

Если изменение одного элемента ведет к изменению другого в противоположном направлении (увеличивается или уменьшается один, в ответ уменьшается или увеличивается другой), обозначайте такую связь знаком «минус» (–). Это — пропорциональная уравновешивающая связь. Если один элемент всегда приводит к уменьшению («вычитается из») другого, связь между ними также уравновешивающая, и ее следует обозначать знаком «минус» (–).

Обозначьте характер всего контура обратной связи. В этой книге усиливающую связь символизирует снежный ком, а уравновешивающую — коромысло весов.

Контур обратной связи с четным числом уравновешивающих связей дает усиливающий эффект (нуль — тоже четное число). Контур обратной связи с нечетным числом уравновешивающих связей дает уравновешивающий эффект.

Обозначайте на схеме задержки во взаимном влиянии элементов друг на друга, если их величина существенно превышает время действия других элементов в контуре обратной связи. В этой книге используется изображение циферблата.

Мы добавили несколько радостных и печальных мордочек. Это просто наше отношение к тому, что происходит в системе, а не часть структуры. Нам они нравятся.

Теперь вы знакомы с основами построения системных диаграмм. Они называются диаграммами цикличной причинности (CLD — causalloopdiagrams) и помогают нам понять структуру системы. Следуйте по этим контурам, циклам, чтобы выяснить, как поведет себя структура и как будет разворачиваться сюжет. Временные задержки и различного вида контуры могут соединяться разными способами, так что необходимы воображение и творческий подход, чтобы придать истории смысл и привести ее к благополучному финалу.

Вот несколько примеров для того, чтобы вы могли самостоятельно экспериментировать. Постройте системные диаграммы, которые показывают последовательность взаимных влияний, образующих общий контур. (Имейте в виду, здесь нет верных или ошибочных ответов.)

· Критика делает меня…

· Стресс делает меня…

· Ощущение благополучия делает меня…

· Нехватка времени делает меня…

· Высокие цены на бензин вызывают у меня...

· Для меня зарабатывать больше денег означает…

· Повышение качества обслуживания клиентов означает…

· Физические упражнения делают меня…

Бег на месте

Кто-то сказал, что любая история — это вариации одного из десяти известных классических сюжетов. Системные истории, сколь бы сложными они ни казались, состоят всего из двух типов связей — балансирующей и усиливающей. Соединяясь в различных комбинациях, они создают более сложные истории, но спустя недолгое время вы начнете различать в этих историях родство сюжетов. В литературе они именуются системными архетипами. Это слово греческое и означает прообраз, исходную модель. Системные архетипы описывают основные сочетания, паттерны событий. Стоит раз увидеть такой паттерн, и вы начнете замечать их повсюду.

Например, случалось ли вам попадать в ситуацию, когда сначала вы добиваетесь прекрасных результатов, а потом все как будто упирается в стенку? Вы продолжаете жать на педали, но похоже, что получаете все меньшую отдачу от все большего приложения усилий. Это порождает стресс и разочарование. Под конец вам приходится «бежать из всех сил» только для того, чтобы остаться на том же самом месте. Усилия растут, а результаты снижаются.

Эта история регулярно повторяется. Начиная осваивать какое-либо умение, мы сначала быстро совершенствуемся, но через некоторое время этот процесс замедляется. Вот почему так трудно достичь вершин профессионального мастерства: последние шаги самые трудные. Другой пример из области медицины: на первых порах новое лекарство дает заметный эффект, но через какое-то время болезнетворные бактерии вырабатывают устойчивость к этому препарату, и приходится разрабатывать другой. В бизнесе первая маркетинговая кампания позволяет привлечь много новых клиентов, но последующие дают все меньшую отдачу, потому что рынок уже насыщен. И чем чаще вы будете обращаться в банк за кредитом, тем менее приветливо вас будут там встречать.

Что происходит? В системных терминах одна и та же структурная конфигурация останавливает распространение эпидемий и тормозит ваши достижения, т.е. уравновешивающий контур начинает тормозить усиливающий. Мы радуемся тому, что существует этот баланс, когда усиливающий механизм влечет нас вниз по наклонной плоскости, но недовольны, когда он устанавливает предел нашего совершенствования.

Эта структурная конфигурация известна как «пределы роста». Вначале — чем больше усилий, тем лучше результат. А чем лучше результат, тем больше наш энтузиазм, и мы продолжаем наращивать усилия. Но затем путь к развитию успеха преграждает некий барьер, ограничение. Чем значительнее успех, тем сильнее проявляется ограничение, а чем сильнее проявляется ограничение, тем меньше эффективность действий. Как будто возникла связка между газом и тормозом: чем сильнее давишь на газ, тем больше тормозишь. Дальнейшее наращивание усилий не решит проблемы. Кстати, мы сами замечаем за собой этот грех, когда ведем семинар. Воодушевленные тем, как быстро и хорошо идут занятия, мы радостно даем слушателям все новые материалы. Через какое-то время они устают, внимание их рассеивается, но в нас слишком сильно искушение как-нибудь пробудить их начальный энтузиазм. Ошибка. Им нужен перерыв.

Вам наверняка случалось испытывать что-нибудь подобное. Джозеф недавно провел целый день на занятиях, которые длились с восьми утра до восьми вечера с получасовым перерывом на обед. К полудню многие участники семинара начали роптать и устраивать себе дополнительный отдых. Процесс обучения наталкивается на такой фактор, как ограниченная во времени способность участников к концентрации внимания и энергии.

Бизнес дает множество примеров проявления этого механизма. Очень успешная компания может попасть в ситуацию, когда количество заказов становится для нее чрезмерным, так что время поставки растет, а качество продукции падает. В результате снижаются уровень удовлетворенности клиентов и количество заказов.

Другой пример дает производство интегральных схем — компьютерных чипов. Согласно закону Мура, быстродействие процессоров примерно удваивается каждые два года. Но электроника сама по себе бесполезна. Чтобы пустить ее в дело, нужны программы. Получается, что одним из ограничений для развития компьютерной техники оказывается отсутствие программ, обладающих необходимыми функциональными возможностями. Хороший процессор — это еще не все. Последнее слово при оценке качества программного обеспечения в конечном итоге принадлежит пользователю.

Иногда природа ограничения развития проста и очевидна: дальше расти просто некуда. У высоты дерева есть предел — после этого оно рухнет. Экономически целесообразный размер компании ограничивается величиной ее денежного оборота. Всему есть предел. Занятный пример возник несколько лет назад, когда на мысе Конаверал был выстроен гигантский ангар для защиты космических челноков от регулярно проходящих через Флориду тропических бурь. Ангар получился настолько огромным, что в нем появилась собственная «погодная система», создаваемая сильнейшими сквозняками, возникающими из-за разницы температур в тени и на солнце. Эта проблема лишь усугубила ту, для решения которой он был построен.

Услышав одно из нижеследующих выражений, можете быть уверены, что здесь проявляется архетип «предел роста»:

· «Прежде это получалось очень просто».

· «Теперь все идет как-то не так».

· «Почему все стало так тяжело?»

· «Оставаться на прежнем уровне все труднее».

· «Вкалываю изо всех сил, а толку — чуть».

· «Как ни потей, а воз и ныне там».

· «Прежде все давалось легко…»

· «Почему все стало словно неподъемным?»

· «Должно быть, над нами какой-то невидимый потолок!»

· «Нужно выбираться из этой трясины».