Азбука системного мышления

Величина запасов со временем изменяется из-за непостоянства потоков. Потоки бывают входящими и исходящими: рождение и смерть, покупка и продажа, рост и загнивание, вложение и изъятие денег с банковских счетов, успехи и неудачи.

Таким образом, запас — текущая информация об изменениях потоков внутри системы.

Рис. 1. Как читать схемы с потоками. В этой книге для обозначения запасов используются прямоугольники, потоки показаны трубами со стрелками, направленными к запасам или от них. Вентиль на трубах показывает, что интенсивность потока можно регулировать или что поток можно полностью перекрывать. «Облака» — места, откуда выходят входящие и куда ведут исходящие потоки, то есть источник и сток, которые неважны для дальнейшего обсуждения

Месторождение полезных ископаемых — пример запаса, а добыча руды — исходящий поток из него. Существенный входящий поток руды в месторождения (восполнение ее запасов) занимает миллиарды лет, по­это­му на рисунке 2 изображена упрощенная схема системы, в которой нет входящего потока. На самом деле любые диаграммы и описания систем — это упрощенные версии реальных объектов в мире.

Рис. 2. Истощение запасов полезных ископаемых в результате добычи

Вода в водохранилище — запас, пополняемый дождевыми и речными водами. Исходящие потоки водохранилища — испарение и сброс воды через плотину.

Рис. 3. Запас воды в водохранилище с несколькими входящими и исходящими потоками

Объем древесины в деревьях — еще один пример запаса. Его входящий поток — рост деревьев. Исходящий — естественная гибель деревьев и вырубка леса. Вырубленные деревья становятся новым видом запасов, например стройматериалами на складе лесопилки. Его исходящий поток — продажа пиломатериалов клиентам.

Рис. 4. Запас пиломатериалов непосредственно связан с запасом деревьев в лесу

Если вы понимаете динамику запасов и потоков, то есть их изменение с течением времени, то хорошо разбираетесь в поведении сложных систем. Если вам приходилось набирать воду в ванну, вы должны понимать эту динамику.

Рис. 5. Схема заполнения ванны: один запас с одним входящим и одним исходящим потоками

Представьте ванну, наполненную водой. Слив закрыт, краны выключены — неизменная, статичная, скучная система. Теперь представьте, что затычку вытащили. Очевидно, уровень воды в ванне будет падать до тех пор, пока она не станет пустой.

Рис. 6. Изменение уровня воды в ванне при открытом сливе

КАК ЧИТАТЬ ГРАФИКИ И СХЕМЫ ИЗМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ВО ВРЕМЕНИ

Чтобы понять, как изменяется система с течением времени, нет смысла фокусироваться на отдельных событиях. Для этого используются соответствующие графики поведения систем во времени, которые в том числе позволяют узнать, приближается ли система к цели или пределу, и если да, то как быстро.

Вертикальная ось на таких графиках отображает величину (или уровень) запаса или потока. При этом форма линии, равно как и точки, в которых она изменяет направление, обычно более информативны, чем конкретные значения.

Горизонтальная ось времени позволяет понять последовательность изменений и что может произойти в дальнейшем. Мы можем выбрать определенный временной диапазон, чтобы узнать поведение системы в заданный промежуток времени.

А теперь снова представьте, что перед вами полная ванна и вы опять открываете сливное отверстие, но на этот раз, когда ванна примерно наполовину опустела, включаете кран. Скорость поступающей в ванну воды из крана становится равной скорости вытекания воды в слив. Что произойдет? Количество воды остается постоянным. Такое состояние называется динамическим равновесием: уровень воды в ванне не изменяется, хотя вода непрерывно протекает через ванну.

Рис. 7. Изменение уровня воды в ванне при постоянном исходящем потоке; входящий поток, по величине равный исходящему, включается на 5-й минуте. В результате объем воды в ванне стабилизируется

Представьте, что вы поворачиваете кран, постепенно увеличивая напор воды. В этом случае в ванну будет поступать больше воды, чем вытекать из нее, и уровень воды начнет медленно подниматься. Если вы ослабите давление, уровень воды перестанет расти. Выключите кран — и уровень воды станет медленно падать.

Модель с наполнением ванны водой — описание очень простой системы с одним входящим и одним исходящим потоками. В ней было сделано допущение, что в течение краткого периода времени (минуты) испарение из ванны было незначительным, и поэтому оно не учитывалось как исходящий поток. Все модели — умозрительные или математические — это упрощения реального мира. Зная динамические возможности этой модели, вы выявите несколько важных принципов, которые распространяются и на более сложные системы:

Если сумма величин всех входящих потоков превышает сумму исходящих, уровень запаса будет расти.

Если суммарная величина всех исходящих потоков превышает суммарную величину всех входящих, уровень запаса будет падать.