系統思考介紹 pdf 2015_4_19
TRANSCRIPT
冰山模式
事件
行為形態
(歷史、趨勢、變遷)
隱藏結構
(影響形態)
心智模式
(假設、信念、價值觀……)
可見
不可見
心的作用: 隱微，不易覺察
• 所有的模式都是事實的簡化版，不是事實。
• 可用性
系統動力學-System Dynamics
•研究管理複雜回饋系統的方法論。
•所有系統由下列元件組成，形成系統的獨特性，但若其結構相似，其行為變化相似。
–增強環路
–平衡環路
–時間滯延
學習步驟
•問題定義
•資料收集
•分析資料
•模式
•行為變化
•決策
•分析結果
現象、事實觀察、比較
• 事件
• 趨勢(行為變化)
• 規則/形態
• 心智模式
規則性
重覆性
系統動力學-System Dynamics
步驟
•辨認問題
•發展一動態假設來解釋問題的原因
•建立的電腦模擬模型來測試你的模型
•設計並測試替代策略
•落實解決方案
系統思考-System Thinking
•與系統動心一樣觀察相同的問題系統
•建立因果環路圖
•不建立及測試電腦模型及測試替代策略
系統(System)
•定義: 系統是集一些互動物件而有一整體的功能。
•系統: 相互依存關係，因果關係，回饋。
•動態: 系統元件之量，隨時間而變化。
•因而，系統的各部分相互作用，並維持一個存在的實體。
學習典範
•最成功學校的特點不是由他們所採用的特別創新所定義，而是由他們願意探索和努力追求有效益目標，新的策略和新的評估的方式來定全義。
系統思考/動力•傳統處理問題的方式，只是尋找簡單的因果關係，然後
個別處理其中每個單獨原因。
•而在系統思考中，問題都不是被“分斷”，而是要在整個環境中來思考，探索其中的多重聯結，而不是試圖分析個別元件，然後再結合在一起。
•系統思考的重點是試圖識別和理解系統的結構及行為，學習系統基模就是學習一些簡單的系統結構及其行為，可以利用所辨認出的基模來預測某些系統的可能行為。
•系統動力學也著眼於系統及其特性結構制度。然而，它需要建立數學電腦模型，來探討該系統。允許在此模型上做實驗來確認系統思想/建模的有效性。這有助於驗證系統思考所得到的答案。
系統思考/動力•傳統在個別原因上解決問題方法根本就沒有效果，只是
頭痛醫頭。
•系統思考這麼具有吸引力的原因是系統本質上是非直覺的，甚至是反直覺的，只有用系統思考才能找到及利用高槓桿的解答。
•只有系統思考是不夠的，因為有些系統可以可以由一個以上的基模來說明，因此建立模型（系統動力學）是必要的，只有在建立模型後，才可以驗證這種心理模式和解決方案。
•對行為做出可靠推論的藝術和科學，唯有透過深入了解系統底層的結構才能達到。
系統思考/動力
•典範–制高點
–一組思考技巧
•學習方法–流程
–語言
–科技
–整合
系統動力/思考工具
•行為變化圖(BOTG, Behavior Over Time Diagram)–收集的資料
–電腦模式模擬的結果
•因果環路圖
•積流圖
•心智模式
•模擬
系統元件
•因果關係
•增強環路
•平衡環路
•時間延遲
因果關係 - 符號
因 果
或 -
+
變數1 變數2影響
因果環路圖(Causal Loop Diagram, CLD)
•一事是因，亦是另一事之果，如此串成一環路。
•由變數串成環路。
因/果 因/果 0
因/果 1
積流圖(Stock and flow diagram)
•顯示積量、流量之關係。
•積量: 如存款數量，水位高度，位移量
•流量: 如每月存款，每秒的體積流動量，每秒移動速度(簡稱速度)，單位與時間有關
•積量的時間變化量為流量。–積量與流量有一個階次的關係
銀行存款利息
利率
+ +
積流圖
獨立事件思考模式
因
果
因因
果果
線性思考模式
因 因/果 因/果 因/果 果
目標問題
現況
結果決定/
作為
成功因素模式
成功因素1
成功因素3
成功因素2
成功因素n
結果
環路思考模式
因/果 因/果 0
因/果 1
因果環路思考
決策
環境
目標
無法分辨變數是積量或是流量。
請在看完投影片後，在圖上練習增加 +，-，並辦別是增強環路?或是平衡環路?
環路思考
決策
環境
他人之決策
目標 副作用
他人之目標
學習環路-單環
現實世界
決策 回饋資訊
學習環路-雙環
現實世界
決策 回饋資訊
策略，結構，決策規則 心智模式
系統動力/思考工具
跨學習領域•共同語言
•系統行為決定於結構及互動
•共同形態(Common patterns)
心智模式(Mental Model)
•一組事實與概念的網路…包含了我們對社會及物理現象的了解
•這些都為個人的背景、經驗、人類資訊處理系統所限制
簡單說心智模式是我們對世界、自我、我們的組織以及我們如何跟它們配合，所抱持的根深柢固的信念、圖像與假設(有些是真的，有些是無根基的)
•教育– 改變學習者之心智模式
一般的觀察
• 人人都有心智模式。
• 心智模式決定我們如何看和看見什麼。
• 心智模式導引我們如何思考和行動。
• 心智模式導致我們把自己的推論看作事實。
• 心智模式經常不完整
• 人們“跑”心智模型的能力可以說是嚴重限制
• 心智模式是不穩定的
• 心智模型沒有固定的邊界
• 心智模型是不科學的，通常包括“迷信”的行為和/或對技術的不信任
• 心智模式是簡化的模式
複雜系統特性
•自我穩定
•目標追求
•跟隨程序
•自我再編程(Self-reprogramming)
•預期
•修改環境
•自我複製
•自我維護和修理
•自我組織
•自我編程
複雜系統規則•一切都連接到其他一切
•你永遠不能只做一件事
•沒有“離”的選項
•天下沒有免費午餐
•自然最知道
•尋找高槓桿點
•沒有永遠的成長
•不與正反饋對抗;而是支持負回饋
•不要試圖控制球員，而是改變規則
•不要制定不能被執行的規則
•沒有對的簡單解決辦法
複雜系統規則•良好意圖是不夠的
•高道德取決於準確
•沒有最終的答案
•每一個解決方案，將會創出新的問題
•如果你不能讓人們自給自足，您的援助將弊大於利
•鬆散的系統往往是較好的系統
•不要被系統循環所騙
•記住中庸
•謹防空言
•不要成為水煮青蛙
•注意閾值
複雜系統規則
•競爭往往是被掩飾的合作
•不好的界限造成錯誤的治理
•注意共同的悲劇
•遠見總是贏在最後
個人想法
• 事出有因
• 能衡量的就能完成
• 所有的人都關心某些事項
• 結構影響行為
• 人們總是做那些對他們有意義的事
• 不要對抗系統改變規則，系統將改變自己！
• 理解要到更深的層次
• 反應，回應，生成，創造
• 進程是圓形的！
• 沒有無動力的人，只有讓人失望的結構。
線性成長
水位
水量
每月存款 銀行存款+
因果圖
積流圖
線性成長水位時間變化圖
100
75
50
25
0
0 20 40 60 80 100
時間 (分鐘)
水位 : Current 米
線性衰減
水位水量
線性衰減水位時間變圖
100
75
50
25
0
0 20 40 60 80 100
時間 (分鐘)
水位 : Current 米
二次式成長(quadratic growth)
位移
速度
加速度
位移(米)速度(米/每秒)加速度(米/(每秒*每秒))各個有差一個階次
二次式成長(quadratic growth)
速度/位移時間變化圖
50 meter
10 meter/Second
25 meter
5 meter/Second
0 meter
0 meter/Second
0 3 6 9
時間 (秒)
位移: Current 米速度: Current 米/每秒
銀行存款-增強環路積流圖
銀行存款利息
利率
+ +
積流圖
銀行存款-增強環路因果環路圖
銀行存款利息
利率
+
+
+
指數成長銀行存款時間變化圖
200,000
150,000
100,000
50,000
0
0 20 40 60 80 100
時間 (月)
銀行存款 : base 元
指數衰減-平衡環路積流圖
放射物質
半衰期
衰減量 -
-
指數衰減-平衡環路因果環路圖
放射物質衰減量
半衰期
-
++
指數衰減
放射物質-時間變化圖
2,000
1,500
1,000
500
0
0 20 40 60 80 100
時間 (年)
放射物質 : 現量 particle
咖啡溫度-平衡環路因果環路圖
咖啡溫度冷卻率
冷卻時間常數
-
++
咖啡溫度
咖啡
溫度 冷卻率
冷卻時間常數
啟始溫度 室溫
相似結構，相似行為變化。
咖啡溫度咖啡杯溫度-時間變化圖
140
122.11
104.23
86.35
68.47
0 20 40 60 80 100
時間 (分鐘)
咖啡溫度 : 現量 度
相似結構，相似行為變化。
國家負債模型
國家負債財政赤字
政府收入政府支出
+-
利息支出
利率
其他支出
+
+
+
+
R
請問 國家負債 的可能時間變化為何?
Q&A