Step-By-Step Stocks and Flows: Improving the Rigor of Your Thinking

Systeemiajatteluyhteisö on aina pitänyt varasto- ja virtausdiagrammeja tärkeinä työkaluina, ja niiden keskeisen aseman tunnustaminen systeemiajattelijan työkalupakissa on jatkuvasti lisääntynyt. Niiden tärkeydestä huolimatta vaikeudet siirtyä kausaalisilmukkakaavioista (CLD) – jotka useimmat ihmiset oppivat ensin – varasto- ja virtauskaavioihin ovat kuitenkin osaltaan rajoittaneet niiden käyttöä.

Vaikka vaikeudet, joita joillakin ihmisillä on yrittäessään siirtyä kausaalisilmukkakaavioista varasto- ja virtauskaavioihin, ovat todellisia, ne ovat myös suurelta osin vältettävissä. Seuraamalla tiettyjä vaiheita opiskelijat voivat oppia luomaan kantoja ja virtoja kausaalisilmukoista nopeasti ja tehokkaasti. Kun käytimme vaiheittaista lähestymistapaa osana kaksipäiväistä kurssia oppijoille, joilla oli vain vähän tai ei lainkaan aiempaa taustaa systeemiajattelusta, 90 prosenttia pystyi muuttamaan kausaalisilmukkakaavion varasto- ja virtauskaavioksi oikein vain 20 minuutissa. Lisäksi he huomasivat, että heidän ymmärryksensä tarkkuus ja kattavuus oli lisääntynyt merkittävästi verrattuna siihen, mitä se oli ollut, kun he olivat käyttäneet vain kausaalisilmukoita.

Katsaus varastoihin ja virtauksiin

Varastot ja virtaukset ovat systeemidynamiikan mallintamisen perusta. Mutta miten ne tarkalleen ottaen toimivat? Varastot ovat kokonaisuuksia, jotka voivat kertyä tai tyhjentyä, kuten kylpyamme, joka täyttyy hanasta tulevalla vedellä. Varastot ja asennettu kanta ovat esimerkkejä varastoista. Virtaukset taas ovat kokonaisuuksia, jotka saavat varastot kasvamaan tai pienenemään, kuten hana tai viemäri vaikuttaa veden määrään kylpyammeessa. Tuotanto (joka kasvattaa varastoa) ja kuluttajien tekemät ostot (jotka kasvattavat asennettua pohjaa) ovat esimerkkejä virroista. Huomaa, että virrat ovat ainoat muuttujat, jotka voivat muuttaa varastoja.

Virran olemassaolo osoittaa materiaalin liikkumisen; esimerkiksi varaston, käteisen rahan ja niin edelleen. Hyödyllinen nyrkkisääntö on, että koska virrat kuvaavat toimintaa, kaikki tulos- ja rahavirtalaskelmissa esiintyvät asiat (kuten myytyjen tuotteiden hankintameno, korkokulut) ovat virtoja; nämä erät kuvaavat taloudellista toimintaa tietyn ajanjakson aikana. Sitä vastoin kaikki taseessa olevat erät (kuten varat ja velat) ovat varastoja; nämä erät kuvaavat taloudellista tilaa minä tahansa ajankohtana.

Tekniikka, jota käytetään yleisesti varastojen ja virtojen erottamiseen toisistaan, on sen pohtiminen, mitä järjestelmässä tapahtuisi, jos aika pysähtyisi. Varastot, jotka ovat kertymiä, jatkaisivat olemassaoloaan. Virtaukset kuitenkin katoaisivat, koska ne ovat toimia. Esimerkiksi varastot, säästötilisi saldo ja neuvotteluhuoneessa olevat ihmiset ovat mitattavissa ja näin ollen varastoja; ne säilyisivät, jos aika pysähtyisi. Toisaalta yksiköiden valmistusnopeus tunnissa, pankin koronmaksu päivässä ja ihmisten liikkuminen kokoushuoneessa ja sieltä pois pysähtyisivät, koska ne ovat riippuvaisia ajasta. Nämä ovat virtoja (ks. ”Varastot ja virrat” s. 7).

Loppujen lopuksi on aina tärkeää säilyttää yksikkökohtainen johdonmukaisuus kannan ja siihen vaikuttavien virtojen välillä. Ajatellaan esimerkiksi varastoa, joka edustaa yrityksesi pankkitilin saldoa dollareina. Tämän kannan tulovirta ei voi olla PC Manufacturing Rate, koska sen yksiköt ovat PC:tä viikossa! Sen sijaan hyväksyttävä tulovirta olisi Maksut asiakkailta, jonka yksikkönä olisi dollari kuukaudessa.

{page 6 pdf334 image1}

Eroja CLD:n ja varasto- ja virtausdiagrammien välillä

Kausaalisilmukka- ja varasto- ja virtausdiagrammit ovat kumpikin arvokkaita työkaluja, mutta ne ovat pohjimmiltaan erilaisia. CLD:t ovat käyttökelpoisia systeemin korkean tason näkemysten välittämiseen, erityisesti ihmisille, joilla on vähän taustaa systeemiajattelusta tai systeemidynamiikasta. Ne ovat helposti ymmärrettäviä, ja ne voivat tarjota hyvän ensiaskeleen ongelman systeemiseen analyysiin.

Kanta- ja virtaussilmukat vievät analyysin korkeammalle tasolle. Toisin kuin CLD:t, varasto- ja virtauskaaviot erottavat järjestelmän osat toisistaan. Ne sisältävät myös tyypillisesti enemmän yksityiskohtia järjestelmän osista kuin CLD:t – esimerkiksi lisämuuttujia, joita ei esitetä CLD:ssä.

Siten sekä CLD:iden että varasto- ja virtausdiagrammien laatimisen osaaminen tarjoaa useita etuja verrattuna pelkkien CLD:iden käyttämiseen:

Varasto- ja virtausdiagrammeissa erotetaan toisistaan muuttujat, jotka ovat varastoja, ja muuttujat, jotka ovat virtoja, kun taas CLD:ssä ei eroteta. Koska tämäntyyppisten muuttujien välillä on perustavanlaatuinen ero, niiden erottaminen toisistaan tuottaa paremman ymmärryksen järjestelmästä.

Tarkastellaan esimerkiksi yksinkertaista vahvistavaa silmukkaa Syntyneet ja Väestö. Koska Syntyneet on virtaus (joka kuvaa väestön kasvunopeutta) ja väestö on varasto, CLD ei kuvaa tätä järjestelmää yhtä tarkasti kuin varasto- ja virtausdiagrammi. CLD:ssä tämän silmukan molemmat linkit ovat ”s”-linkkejä, mikä osoittaa, että syntyneiden lisääntyessä väestö lisääntyy (samansuuntainen muutos) ja väestön lisääntyessä syntyneet lisääntyvät (toinen samansuuntainen muutos).

Tämä esitys ei kuitenkaan ole täysin tarkka. Jos syntyvyys laskee, jolloin syntyvyys vähenee, vaikkapa 1000:sta 900:aan kuukaudessa, Väestö ei puolestaan vähene, vaan se jatkaa kasvuaan, vain aiempaa hitaammin. Näin ollen ”s”-linkki syntyneistä väestöön on tarkka vain silloin, kun syntyneiden määrä kasvaa, koska syntyneet ja väestö eivät liiku samaan suuntaan, kun syntyneet vähenevät.

Kanta- ja virtausdiagrammi sen sijaan tekee visuaalisesti ilmeiseksi, että syntyneet ovat tulovirta väestöön ja voivat siten vain lisätä sitä, eivät vähentää sitä (koska syntyneiden määrä ei voi olla negatiivinen). Tämä varastojen ja virtojen välinen ero tekee varasto- ja virtausdiagrammeista tarkemman kuvan esitettävästä järjestelmästä.

Kanta- ja virtausdiagrammit pakottavat sinut kehittämään hienovaraisemman näkemyksen järjestelmästä. Toinen varasto- ja virtausdiagrammien etu on se, että ne vaativat sinua määrittelemään tärkeitä yksityiskohtia järjestelmästä, kuten kaikkien muuttujien yksiköt ja suhteelliset suuruudet.

Tällä on kolme etua:

• Se pakottaa sinut miettimään jokaista muuttujaa yksityiskohtaisemmin, jotta voit määritellä sen mittayksiköt.
• Se pakottaa sinut miettimään tarkemmin muuttujien välisiä suhteita tarkistaaksesi, että yksiköt yhdistyvät oikein.
• Se pakottaa sinut löytämään unohdettuja muuttujia, jotka ovat välttämättömiä, jotta kaavion yksiköt sopisivat yhteen. Näiden hyötyjen yhdistelmä johtaa yksityiskohtaisempaan ja vahvempaan ymmärrykseen järjestelmästä kuin mitä voidaan saada CLD:stä.

Kanta- ja virtauskaaviot auttavat sinua ottamaan seuraavan askeleen kohti järjestelmän tietokonemallin luomista.Koska systeemidynamiikan mallinnuspaketit käyttävät kantoja ja virtoja peruskielenään, kanta- ja virtauskaavion luominen helpottaa huomattavasti tietokoneen mallin rakentamista tutkimastasi järjestelmästä. Lisäksi hyvän varasto- ja virtauskaavion edellyttämä yksityiskohtaisuus auttaa sinua määrittelemään järjestelmän tietokonemallin edellyttämällä tarkkuudella. CLD:n muuntamisen avulla voit kokeilla erilaisia toimintatapoja ja havaita intuition vastaista dynamiikkaa

CLD:n ja varasto- ja virtausdiagrammien yhdistäminen

Sinulla on nyt perustiedot varasto- ja virtausdiagrammeista ja siitä, miten ne voivat olla hyödyllisiä. Seuraavassa artikkelissa esittelemme vaiheittaisen prosessin, jolla CLD:t muunnetaan varasto- ja virtausdiagrammeiksi. Nämä vaiheet luovat vahvan perustan CLD:n ja varasto- ja virtausdiagrammien välisten yhteyksien ymmärtämiselle. Kun opit käyttämään varasto- ja virtausdiagrammeja, ajattelustasi tulee täydellisempää, täsmällisempää ja helpommin muunnettavaa tietokonesimulaatioksi – kaikki tämä auttaa sinua ymmärtämään paremmin mitä tahansa sinua kiinnostavaa järjestelmää.