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2020/03/01

[閱讀筆記] Learn to Think in Systems (3/7)

  1. Systems thinking language 的變數 (variable) 是一個名詞,代表的是系統行為模式隨著時間改變的元素 (element),例如收入、成本、贏得新顧客的成功率、客戶流失率、員工流動率、準時交付成功率等。
  2. Links 顯示兩個變數間的關係,其中一方的改變,會導致另外一方的變化。例如,當爭府想增加稅負來提高預算數字,有兩件事會發生:一、由於較高的 tax inflow 會增加政府稅收;但是,政府會受到公民壓力,既然被要求課徵更高的稅賦,就會要求政府提升施政品質。並且,提高稅負未必真的會收到更多的錢,反而會因為人民逃漏稅,結果卻收到更少的稅金。
  3. Direction of links:兩個變數間的方向,可能是相同的方向 (S, same direction),或是相反的方向 (O, opposite direction)。例如,口渴程度與喝的水量是相同方向,當你越口渴,你會喝得越多;喝的水量與口渴的感覺則是相反方向,當你喝的水越多,口渴的感覺則越少。當你在設計一份回饋或成因圖 (feedback or casual diagram) 時,最好要指出你的 links 的方向 (same or opposite direction)。如此一來,可以讓你的圖更加清楚,並且可以協助你發掘有無可能遺漏重要的變數。
  1. mental models 是我們或系統的信念 (接受某事物是否存在或為真)、行為準則與相信的事實,這些都是我們在研究系統行為的重要決定因素。當我們對造成系統績效低落的行為與思考方式做出結論,我們就需要思考如何針對行為與思考方式做出改變。
  2. 當我們試著解決問題時,常會傾向專注於有形的 (tangible) 事物 ,而非無形的 (intangible) 事物,例如信念、習慣等。忽視習慣與信念重要性的干預方式,會導致成本高昂且沒有效率。政府機構只有改變基礎設施,卻沒有改變民眾的信念,是無法成功的,例如:當政府間理器最現代的疫苗接種中心,但是民眾並不知道疫苗接種的目的或如何防範疾病,疫苗接種率一定很低。然而,只要對於疾病與存活率的信念改變,大眾認同對疫苗接種的重要性,接種率必定大增,並大幅降低因感冒引發肺炎、掛急診的機率。
  3. 當系統展現一個一致性的行為,就很有可能有一個機制在控制或創造這樣的行為,這種機制就稱之為 feedback loops。feedback loops 可以將 stock level 保持在某個範圍、或使其上升或下降。無論 feedback loops 的強度如何,inflows 與 outflows 會決定其 stock level。例如,不管 feedback 的強度多大 (ex. 利率),其對 stock (ex. 銀行帳戶) 都不會在短時間造成巨大的衝擊。換句話說,當我們帳戶只有 $100,即使利率 10%,都不會讓我們一夜之間變成百萬富翁;然而,當你現在的帳戶有一百萬,利率 10% 會讓你的財富成長更快。
  4. 當你可以找出導致 feedback loops 的 variables 與 links,你就可以畫出類似以下的 Acme 案例的 feedback loop diagram,從圖中你可以發現,由於前一個變數的改變,刺激下一個變數也發生改變:
  5. Feedback loops 分成兩種類型,一個 loop 不可能同時是 reinforcing 與 balancing loop,如果你無法決定是哪一種,代表你的分析不夠透徹 
Loop Type
說明
Reinforcing processes
  • 會導致成長或是衰退,常被稱為正向循環或惡性循環
Balancing processes
  • 主要目的是將 stock 穩定地保持在某一個 level (自我矯正)
  • 由於條件限制,balancing process 常被視為目標尋求 (goal-seeking) 或限制 (limiting)
  • 負責自我修正 (self-correction) 或自我規範 (self-regulation)


  1. 惡性循環設計圖 (doom loop design) 的步驟
  1. 寫下你最關心的績效衡量指標或問題 (將其列在圖的中間)
  2. 思考並寫下三個造成此問題的成因變數 (將其列在圖的左邊)
  3. 指出一到三個後果 (將其列在圖的右邊)
  4. 分析成因與後果間,是否有因果關係,例如 Cause B 與 Coneequence Z 之間有因果關係,有效干預 B,就能有效率改善 Z


  1. 以下圖為例,可以發現有兩個 reinforcing feeback loops,R1 與 R2。由於日益增加的爭吵,導致 Alex 更不想回家,導致工時更長,雙方關係更加緊張;由於溝通不良,導致彼此誤解的空間更大,導致Alex 與 Jenney 間的相處壓力增加,由於低薪的壓力,導致財務造成的壓力更大。
  2. Reinforcing feedback loops 可以是正面或是負面的。若系統績效往想要的方向走,那就是正面,例如我們的銀行帳戶透過利息來獲得增長的效果,這就是正面循環;若系統績效往不想要的方向走,那就是負面的,例如 Alex 與 Jenny 有兩個惡性循環,其中一個變數 (i.e. 缺乏溝通) 會導致另外一個變數惡化 (i.e. 工時增長),其又會進一步使第一個變數惡化 (i.e. 氣氛惡化與關係緊張)
  3. Reinforcing feedbacks 的特性
  1. Reinforcing feedbacks 是不穩定的:外部的影響力可以輕易的讓正面循環變成惡性循環,反之亦然
  2. Reinforcing feedbacks 的成長是有限制的:沒有任何事物可以永遠成長或衰退
  3. Reinforcing process 所造成的改變,可以快速且出乎意料之外的突然發生:例如 2008 年的股災
  4. Reinforcing loops 所產生的緩慢的成長或衰退過程,都是默默進行,且容易被忽略:當我們了解系統有此 R loops 時,此 loops 以建立完成,stock 也累積非常大,即便即時干預也需要花費很久時間才能改變,例如臭氧層破洞
  5. Reinforcing loops 被 systems thinking language 稱為突然的巨變 (runaway changes,很小的動作,造成巨大的衝擊):例如雪崩 (avalanche) 的發生,即便是打個噴嚏、或是很小的動作,都可以造成數千磅的積雪崩下來


  1. Systems thinking 中的 causal link,可以標注 S 或 O,S 代表 same direction,例如產品賣得越好,行銷預算可以取得更多;O 代表 opposite direction,例如企業裁員,員工的自信心就會降低。
  2. Balancing process 的目標在尋求穩定,在給定的條件下維持穩定。我們可以將 balancing processes 歸因為目標尋求 (goal-seeking) 或成長限制 (growth-limiting)。balancing feedbacks 負責自我修正 (self-correction) 或自我規範 (self-regulation)。但是 balancing process 的強度也有其限制,以暖氣為例,大部分的設計都是應付一般常規的冬天,若遇到極地氣旋所產生的異常低溫,暖氣的 balacing power 可能就會力有未逮,無法將室溫提升到設定的溫度。
  3. 以下圖為例,在暖氣的情境中,會看到兩個 balacing processes,左邊 (B1) 會根據暖氣設定的溫度 (i.e. performance measure) 與實際室溫差異,當暖氣偵測到室溫低於設定溫度,暖氣就會啟動,讓是溫上升到設定溫度;右邊 (B2) 則是看房屋的隔絕能力,當室外溫度低於室溫時,室內的熱氣就會流逝,使室溫逐漸降低。兩個 balancing processes 會同時運作,當暖氣戰勝室外溫度 (B1 dominate B2),你就會擁有舒適的室溫。
  4. Balancing loops 需要至少兩個變數,一個是績效衡量指標 (performance measure, ex. 室溫設定 25 度),另一個是績效衡量指標的矯正行為 (corrective action, ex. 當室溫低於 25 度時,暖氣機會啟動供暖,讓室溫提升至 25 度)。
  5. 在自由市場中,也有兩股 balancing process 力量,當供給大於需求,價格就會下降;當供給小於需求,價格就會上升。當兩股力量趨於平衡,就是所謂市場的動態平衡 (market equilibrium)。
順序
價格
供給
需求
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增加
上升
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供應商開始加緊生產 (生產、交貨等都需要時間,這就是 delay)
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當需求量小於供給量
下降


  1. Balancing feedbacks 的特性:
  1. 當系統績效與當初設定的目標有差異時,balancing processes 就會開始介入。
  2. 當績效改善時,balacning loops 的修正壓力就會減輕。
  3. Balancing processes 有其極限,當超過其極限,就會運作失敗。


  1. 不要浪費時間、精力與資源,將矯正措施施行於徵狀、而非對症下藥。每次的干預都是個案 (case-specific) 且需客製化 (tailor-made)。必須注意,在某一個案例施行成功的矯正措施,在另外一個案例未必同樣有效
  2. 阿罵的打掃效率,可以看到他的 balancing feedback loop 
順序
打掃效率
孫子的壓力
打掃方法
打掃效率越差
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來自兒孫的壓力越大,開始送iRobot,幫助改善打掃效率 (O)
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打掃方法改變 (S)
打掃效率改善 (S)
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來自兒孫的壓力就越小 (O)
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