Dynamika systému ako metodologický prístup

Dynamika systému (SD) je prístup k pochopeniu nelineárneho správania zložitých systémov v čase pomocou  zásob, tokov, interných spätnoväzbových slučiek, funkcií tabuliek a časových oneskorení. 

Dynamika systému je metodológia a technika matematického modelovania na rámcovanie, pochopenie a diskusiu o zložitých problémoch a problémoch. SD, pôvodne vyvinutý v 1950-tych rokoch, aby pomohol podnikovým manažérom zlepšiť ich pochopenie priemyselných procesov, sa v súčasnosti používa vo verejnom a súkromnom sektore na analýzu a návrh politiky. 

Pohodlný softvér na dynamiku systému grafického používateľského rozhrania (GUI) vyvinutý do užívateľsky prívetivých verzií do roku 1990 a bol aplikovaný na rôzne systémy. SD modely riešia problém simultánnosti (vzájomnej príčinnej súvislosti) aktualizáciou všetkých premenných v malých časových prírastkoch s pozitívnymi a negatívnymi spätnými väzbami a časovými oneskoreniami štruktúrujúcimi interakcie a kontrolu. Najznámejším modelom SD je pravdepodobne The Limits to Growth z roku 1972. Tento model predpovedá, že exponenciálny rast populácie a kapitálu s obmedzenými zdrojmi zdrojov a záchytmi a oneskorením vnímania by viedol k hospodárskemu kolapsu počas 21. storočia pri širokej škále scenárov rastu.

Dynamika systému je aspektom teórie systémov ako metódy na pochopenie dynamického správania zložitých systémov. Základom metódy je uznanie, že štruktúra akéhokoľvek systému, mnohé kruhové, vzájomne prepojené, niekedy časovo oneskorené vzťahy medzi jeho zložkami, sú často rovnako dôležité pri určovaní jeho správania ako jednotlivé komponenty samotné. Príkladmi sú teória chaosu a sociálna dynamika. Tiež sa tvrdí, že pretože často existujú vlastnosti celku, ktoré nemožno nájsť medzi vlastnosťami prvkov, v niektorých prípadoch sa správanie celku nedá vysvetliť z hľadiska správania častí.

Dynamika systému bola vytvorená v polovici 1950-tych rokov profesorom Jay Forresterom z Massachusettského technologického inštitútu. V roku 1956 Forrester prijal profesúru na novovytvorenej MIT Sloan School of Management. Jeho pôvodným cieľom bolo určiť, ako by sa jeho zázemie vo vede a inžinierstve mohlo nejakým užitočným spôsobom uplatniť na kľúčových otázkach, ktoré určujú úspech alebo neúspech korporácií. Forresterov pohľad na spoločné základy, ktoré sú základom inžinierstva a ktoré viedli k vytvoreniu dynamiky systému, bol do značnej miery vyvolaný jeho angažovanosťou v manažéroch spoločnosti General Electric (GE) v polovici 1950-tych rokov.

V tom čase boli manažéri spoločnosti GE zmätení, pretože zamestnanie v ich závodoch na výrobu spotrebičov v Kentucky vykazovalo významný trojročný cyklus. Hospodársky cyklus bol posúdený ako nedostatočné vysvetlenie nestability zamestnanosti. Na základe ručných simulácií (alebo výpočtov) štruktúry spätnej väzby zásob a toku v závodoch GE, ktorá zahŕňala existujúcu podnikovú rozhodovaciu štruktúru pre prijímanie a prepúšťanie, spoločnosť Forrester dokázala, že nestabilita zamestnanosti v GE bola spôsobená vnútornou štruktúrou firmy a nie vonkajšou silou, akou je obchodný cyklus. Tieto simulácie rúk boli začiatkom oblasti dynamiky systému. 

Počas neskorých 1950-tych a skorých 1960-tych rokov Forrester a tím postgraduálnych študentov presunuli vznikajúcu oblasť dynamiky systému z fázy simulácie rúk do fázy formálneho počítačového modelovania. Richard Bennett vytvoril prvý počítačový modelovací jazyk systémovej dynamiky s názvom SIMPLE (Simulation of Industrial Management Problems with Lots of Equations) na jar roku 1958. V roku 1959 Phyllis Fox a Alexander Pugh napísali prvú verziu DYNAMO (DYNAmic MOdels), vylepšenú verziu SIMPLE a jazyk dynamiky systému sa stal priemyselným štandardom na viac ako tridsať rokov. Jay Forrester vydal prvú a stále klasickú knihu v tejto oblasti s názvom Priemyselná dynamika v roku 1961. 

Jay Forrester.

Od konca 1950-tych do neskorých 1960-tych rokov bola dynamika systému aplikovaná takmer výlučne na firemné / manažérske problémy. V roku 1968 však neočakávaná udalosť spôsobila, že oblasť sa rozšírila mimo firemného modelovania. John F. Collins, bývalý starosta Bostonu, bol vymenovaný za hosťujúceho profesora mestských záležitostí na MIT. Výsledkom spolupráce Collins-Forrester bola kniha s názvom Urban Dynamics. Model mestskej dynamiky prezentovaný v knihe bol prvou veľkou nekorporátnou aplikáciou dynamiky systému.  V roku 1967 publikoval Richard M. Goodwin prvé vydanie svojho článku “Rastový cyklus”, ktorý bol prvým pokusom aplikovať princípy dynamiky systému na ekonómiu. Väčšinu svojho života venoval učeniu toho, čo nazval “Ekonomická dynamika”, ktorú možno považovať za predchodcu modernej nerovnovážnej ekonómie. 

Druhá veľká nekorporátna aplikácia dynamiky systému prišla krátko po prvej. V roku 1970 bol Jay Forrester pozvaný Rímskym klubom na stretnutie do švajčiarskeho Bernu. Rímsky klub je organizácia, ktorá sa venuje riešeniu toho, čo jej členovia opisujú ako “ťažkosti ľudstva” – to znamená globálnej krízy, ktorá sa môže objaviť niekedy v budúcnosti, kvôli požiadavkám kladeným na únosnú kapacitu Zeme (jej zdroje obnoviteľných a neobnoviteľných zdrojov a jej záchyty na likvidáciu znečisťujúcich látok) exponenciálne rastúcou svetovou populáciou. Na stretnutí v Berne dostal Forrester otázku, či by sa dynamika systému mohla použiť na riešenie ťažkostí ľudstva. Jeho odpoveď, samozrejme, bola, že môže. V lietadle späť zo stretnutia v Berne vytvorila spoločnosť Forrester prvý návrh modelu dynamiky systému svetového sociálno-ekonomického systému. Tento model nazval WORLD1. Po návrate do Spojených štátov Forrester zdokonalil WORLD1 v rámci prípravy na návštevu MIT členmi Rímskeho klubu. Forrester nazval rafinovanú verziu modelu WORLD2. Jay Forrester publikovala knihu WORLD2 v knihe s názvom World Dynamics. 

Základná pamäť projektu Whirlwind, okolo roku 1951. Whirlwind I bol vákuový elektrónkový počítač z obdobia studenej vojny vyvinutý laboratóriom MIT Servomechanism Laboratory pre americké námorníctvo. Bol v prevádzke v roku 1951 a bol jedným z prvých digitálnych elektronických počítačov, ktoré pracovali v reálnom čase na výstup, a prvý, ktorý nebol len elektronickou náhradou starších mechanických systémov.