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2024-09-07
系统之美
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系统之基础
系统大观园
单存量系统
双存量系统

这本书太抽象了,只看了第一部分。

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    系统
        构成
            [要素]
            [要素间的关系]
            [系统的功能或目标]
        动态性
            [存量]
            [流入量]
            [流出量]
        反馈
            [调节回路-使存量保持稳定]
            [增强回路-增强原有发展态势]

系统之基础

总体大于部分之和

对于一个系统来说,整体大于部分之和。任何一个系统都包括三种构成要件:要素、连接、功能或目标。它具有适应性、动态性、目的性,并可以自组织、自我保护与演进。

从关注要素到透视游戏规则

系统中的很多连接是通过信息流进行运作的。信息使系统整合在一起,并对系统的运作产生重要影响。

总的来说,“功能”一词常用于非人类系统,而“目标”一词则用于人类系统。但它们之间的区分并不是绝对的,因为很多系统兼具人类和非人类要素。

系统中最不明显的部分是它的功能或目标,而这常常是系统行为最关键的决定因素。

理解系统行为的动态性

存量是对系统中变化量的一种历史记录。

要想使存量增加,既可以通过提高流入速率来实现,也可以通过降低流出速率来实现。请注意,要灌满一个浴缸,不是只有一种方式。

存量的变化一般比较缓慢,即使在流入量或流出量突然改变的情况下,也是如此。因此,存量可以在系统中起到延迟、缓存或减震器的作用。

由于存量的存在,流入量和流出量可以被分离开来,相互独立,并可以暂时地失衡。

反馈:系统是如何运作的

带反馈回路的存量-流量图 图1—8 带反馈回路的存量-流量图

一个反馈回路就是一条闭合的因果关系链,从某一个存量出发,并根据存量当时的状况,经过一系列决策、规则、物理法则或者行动,影响到与存量相关的流量,继而又反过来改变了存量。

自动洄游的鱼:调节回路

一杯咖啡逐渐冷却(左图)或变热(右图)的回路 图1—10 一杯咖啡逐渐冷却(左图)或变热(右图)的回路

在系统中,调节回路是保持平衡或达到特定目标的结构,也是稳定性和抵制变革的根源。

脱缰的野马:增强回路

银行存款账户增强回路 图1—12 银行存款账户增强回路

增强回路是自我强化的。随着时间的变化,增强回路会导致指数级增长或者加速崩溃。当系统中的存量具有自我强化或复制的能力时,你就能找到推动其增长的增强回路。

balancing feedback loop,B,保持平衡的回路。 reinforcing feedback loop,R,不断强化的回路。

系统大观园

单存量系统

一个存量、两个相互制衡的调节回路的系统:温度调节器

受温度调节器和火炉控制的室内温度 图2—1 受温度调节器和火炉控制的室内温度

制热回路取代制冷回路居于主导地位 图2—4 制热回路取代制冷回路居于主导地位

最后的室温会低于设定温度的原因是有向外的热量散失。个人经历是,当夏天开空调,设定温度为28°C,温度计总是显示温度28+°C,并且是不断波动的。原因和上面的温度调节器类似,有一些“冷量”散失了。

由反馈回路所传递的信息只能影响未来的行为。它不能足够快地发送一个信号,去修正由当前反馈所驱动的系统行为。哪怕是非物理性的信息,也需要时间反馈到系统之中。

在一个由存量维持的调节回路中,设定目标时,必须适当考虑补偿对存量有重要影响的流入和流出过程。否则,反馈过程将超出或低于存量的目标值。

一个存量、一个增强回路以及一个调节回路的系统:人口和工业经济

人口受出生(增强回路)和死亡(调节回路)的影响 图2—7 人口受出生(增强回路)和死亡(调节回路)的影响

当不同调节回路的相对优势发生改变时,系统常会出现一些复杂的行为,由一个回路主导的某种行为模式会变为另外一种。

人口系统的三种可能行为:增长、衰退和稳定 图2—11 人口系统的三种可能行为:增长、衰退和稳定

具有相似反馈结构的系统,也将产生相似的动态行为。

经济系统行为变化模式与人口系统类似,经济系统中也有一个驱动增长的增强回路(外部投资)和一个导致衰退的调节回路(折旧)。 图2—13 经济系统行为变化模式

资本存量的增长与资本生命周期之间的关系。假设单位资本的产出比为1:3,投资系数是20%,在这种情况下,资本生命周期为15年时,折旧与资本更新速度持平;资本生命周期越短,资本存量将陷入衰减。 图2—14 资本存量的增长与资本生命周期之间的关系

含有时间延迟的系统:库存

有时间延迟的汽车库存量行为变化模式

  • 感知延迟。与人们的主观认识有关。经销商不可能对销售量的任何变化都立即做出反应。在制定订货数量决策时,人们通常会将过去一段时间内的销售量进行平均,以发现销售量的变化是真实的趋势,还是短期内的波动或异常。
  • 反应延迟。当形势已经很明朗了、需要调整订单数量时,经销商也不会在某笔订单里将所有缺货一次性地调整到位。相反,他会在其后的每笔订单中多增加一部分。也就是说,即使当他相信销售量的变化趋势是真实的,他也只会部分地进行调整,以便在其后的几天内进一步确认这一趋势。
  • 交货延迟。从供应商的工厂收到订单、加工生产并发货到交付给经销商。 图2—17 有时间延迟的汽车库存量行为变化模式

调节回路上的时间延迟很可能导致系统的振荡。

当系统中存在时间延迟时,库存量会随销售额增加而上下振荡。 图2—18 库存量随时间变化情况(一)

在系统中,时间延迟是普遍存在的,而且它们对系统行为有很强的影响。改变一个延迟的长短,可能会导致系统行为的很大变化,也可能不会,这取决于该延迟的类型以及与其他延迟相比的相对时间长短。

双存量系统

一个可再生性存量受到另外一个不可再生性存量约束的系统:石油经济

在呈指数级成长的实体系统中,必然存在至少一个增强回路,正是它(或它们)驱动着系统的成长;同时,也必然存在至少一个调节回路,限制系统的成长,因为在有限的环境中,没有任何一个物理系统可以永远地增长下去。

限制性调节回路发源于可再生性资源或者不可再生性资源,是有所区别的。区别不在于成长能否永远持续,而在于成长以何种方式终止。

有一个增强回路且受到不可再生资源限制的经济资本系统 图2—23 有一个增强回路且受到不可再生资源限制的经济资本系统

资本积累的速度越快,资源枯竭得越快。开采(A)会带来利润,导致资本(B)的增长,并将逐渐耗尽不可再生性资源(C)。 图2—24 资本积累的速度越快,资源枯竭得越快

当一个变量以指数级形式逼近一项约束或限制时,其接近限制的时间会出乎意料地短。

资源储量每翻一番都只能使开采高峰期延长14年左右 图2—25 资源储量每翻一番都只能使开采高峰期延长14年左右

有两个可再生性存量的系统:渔业经济

经济资本受一个增强回路推动而成长,并受一个可再生性资源约束的情况 图2—28 经济资本受一个增强回路推动而成长,并受一个可再生性资源约束的情况

捕捞量、资本存量及资源存量的关系。每年捕捞量(A)产生的利润,推动资本存量(B)的增长,在稍微过量增长之后,捕捞量趋于稳定,也导致资源存量(C)保持稳定。 图2—29 捕捞量、资本存量及资源存量的关系

不可再生性资源主要受限于存量。所有存量一次到位,然后被逐渐开发使用(流出量)。之所以不能一次性开发,主要是因为资本(和开发条件)的限制。由于存量是不可再生的,开采速度越快,资源的生命周期就越短。

可再生性资源主要受限于流量。只要开发(流出量)的速度等于资源再生(流入量)的速度,它们就可以被无限地开采或捕捞;如果开发的速度快于再生的速度,资源存量最终可能低于某个关键转折点,从而转变为“不可再生性资源”,逐渐耗尽。

本文作者:jdxj

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