因果ループ図

因果ループ図( CLD ) は、システム内のさまざまな変数が因果的にどのように相互に関連しているかを視覚化する因果図です。この図は、一連の単語と矢印で構成されています。因果ループ図には、CLD が説明する因果的に閉じた状況を説明する説明文が添えられています。図の閉じたループ、つまり因果フィードバックループは、わかりにくい悪循環や好循環を識別するのに役立つ可能性があるため、CLD の非常に重要な機能です。

出入りする矢印の付いた単語は、時間の経過とともに値が変化する変数または量を表し、リンクは 2 つの変数間の因果関係を表します (つまり、物質の流れを表すもの+ではありません)。 マークされたリンクは、他のすべての条件が同じであれば、原因変数の増加が効果変数の増加につながるか、原因変数の減少が効果変数の減少につながるという正の関係を示します。 マークされたリンク-は、他のすべての条件が同じであれば、原因変数の増加が効果変数の減少につながるか、原因変数の減少が効果変数の増加につながるという負の関係を示します。正の因果リンクは同じ方向の変化につながると言え、反対のリンクは反対方向の変化につながると言えます。つまり、リンクが開始される変数が増加すると、もう一方の変数は減少し、その逆も同様です。

矢印のない単語はループ ラベルです。リンクと同様に、フィードバック ループには正 (つまり、強化) または負(つまり、バランス調整) の極性があります。CLD にはこれらのプロセスのラベルが含まれており、多くの場合、番号付け (たとえば、説明されている最初のバランス調整ループは B1、2 番目のバランス調整ループは B2 など) や、ループの機能を説明するフレーズ (つまり、「急がば回れ」) が使用されます。強化ループとは、任意の変数の変化の効果がループを通じて伝播し、最初の偏差を強化するサイクルです (つまり、強化ループで変数が増加すると、サイクルを通じて同じ変数が増加し、その逆も同様です)。バランス調整ループとは、任意の変数の変化の効果がループを通じて伝播し、最初の偏差とは逆の偏差を変数に返すサイクルです (つまり、バランス調整ループで変数が増加すると、サイクルを通じて同じ変数が減少し、その逆も同様です)。バランス ループは、通常、目標を追求する、またはエラーに敏感なプロセスであり、ループの目標を示す変数が提示されます。強化ループは、通常、悪循環または好循環です。

図に示す 正の強化ループの例:

• の量は、上部の青い矢印（' から 'を指す）で表されているように、Bank Balanceの量に影響します。Earned InterestBank BalanceEarned Interest
• Bank balanceが増加すると も増加するためEarned Interest、この関係は正であり、 で示されます+。
• Earned interestが に追加されます。これBank balanceもまた正のリンクであり、下の青い矢印で表されます。
• これらの変数間の因果効果は、緑色の矢印で表される正の 強化ループを形成し、 Rで示されます。^{[1] （}正と負という用語は、「増加する傾向がある」と「減少する傾向がある」を意味し、主観的な価値判断を意味するものではありません。）

言葉と矢印（ネットワーク理論ではノードとエッジとして知られている）を使用して因果関係の有向グラフモデルを構築する方法は、少なくとも1918年にセウォール・ライトがパス分析を使用したときにまで遡る。ジョージ・リチャードソンの著書「社会科学とシステム理論におけるフィードバック思考」 ^[2]によると、フィードバックシステムを説明するために因果ループ図が正式に使用された最初の出版物は、丸山孫郎の1963年の論文「第2のサイバネティクス：偏差増幅相互因果プロセス」であった。^[3]

• 正の因果関係とは、2 つの変数が同じ方向に変化することを意味します。つまり、リンクが開始される変数が減少すると、もう一方の変数も減少します。同様に、リンクが開始される変数が増加すると、もう一方の変数も増加します。
• 負の因果関係とは、 2 つの変数が反対方向に変化することを意味します。つまり、リンクが開始される変数が増加すると、もう 1 つの変数は減少し、その逆も同様です。

因果ループが強化的であるかバランスが取れているかを判断するには、「変数 1 が増加する」などの仮定から始めて、ループを追跡します。ループは次のとおりです。

• ループを一周した後、最初の仮定と同じ結果になる場合は強化します。
• 結果が最初の仮定と矛盾する場合はバランスをとる。

あるいは言い換えると:

• 強化ループには偶数の負のリンクがあります（ゼロも偶数です。以下の例を参照してください）。
• バランスループには奇数の負のリンクがあります。

強化ループとバランスループを識別することは、参照動作パターン、つまりシステムの可能な動的動作を 識別するための重要なステップです。

• 強化ループは指数関数的な増加/減少に関連付けられます。
• バランスループはプラトーに到達することに関連しています。

システムに遅延がある場合 (多くの場合、因果関係のリンクに短い線を描くことで示されます)、システムが変動する可能性があります。

• 因果ループ – タイムトラベルから生じる理論上のパラドックスリダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• ベイジアンネットワーク – 統計モデル
• 有向非巡回グラフ – 有向循環のない有向グラフ
• 負のフィードバック – システムを安定させるために出力を再利用する
• パス分析（統計）  – 統計用語
• 正のフィードバック – 初期の小さな効果を増加させるフィードバックループ
• システムダイナミクス – 非線形複雑システムの研究

ウィキメディア・コモンズには因果ループ図に関連するメディアがあります。

• WikiSD システムダイナミクス協会 Wiki
• SystemsAndUs で因果ループ図の読み方を学ぶ