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システム思考とは、世界を部分に分割するのではなく、全体と関係性の観点から見て、世界の複雑さを理解する方法です。 [1] [2]これは、複雑な状況で効果的な行動を探求し、開発する方法として使用され、[3]システムの変更を可能にします。[4] [5]システム思考は、システム理論とシステム科学を活用し、それらに貢献します。[6]
歴史
プトレマイオス体系とコペルニクス体系
システムという用語は多義的である。ロバート・フック(1674)は、その著書『世界の体系』[7] : p.24 の 中でこの用語を複数の意味で使用したが、ヒッパルコスとプトレマイオスの『星表』[10]に記載されている惑星と恒星の関係におけるプトレマイオス体系とコペルニクス体系[8] : 450 の 意味でも使用した。フックの主張に対しては、ニュートン(1687)の『自然哲学数理原理』第3巻『世界の体系』[11] : 第3巻 で、威厳に満ちた詳細な回答が出された(つまり、世界の体系は物理的なシステムである)。[7]
ニュートンの力学系を用いたアプローチは今日まで続いています。[8]簡単に言えば、ニュートンの方程式（方程式系）には解法があります。
フィードバック制御システム
1824年までに、カルノーサイクルは、物理的なプラントの高温および低温の作動流体の動作温度をどのように維持するかという工学上の課題を提示しました。[12] 1868年にジェームズ・クラーク・マクスウェルは、物理的なプラントの回転速度を制御する問題に対する枠組みと限定的な解決策を提示しました。[13]マクスウェルの解決策は、物理的なプラントの一定速度を維持（強制ではなく）するためのジェームズ・ワット（ 1784 ）の遠心減速機（要素Qと表記）を反映していました（つまり、マクスウェルの定義では、 Qは減速機を表し、調速機を表しません）。[14] [a]
マクスウェルのアプローチは、システムの運動方程式を線形化し、扱いやすい解法を生み出した。[14] : 428–429 ノーバート・ウィーナーは、このアプローチが第二次世界大戦中のサイバネティクスの研究に影響を与えたと認識しており[14]、ウィーナーは調査中のいくつかのサブシステムをブラックボックスとして扱うことを提案した。[18] : 242 その後、フィードバック制御システム、安定性理論、制約充足問題、統一アルゴリズム、型推論など において、方程式系の解法が研究対象となった。
アプリケーション
- 「では、システムの構造をどのように変えれば、望むものを増やし、望ましくないものを減らすことができるのでしょうか？…MITのジェイ・フォレスターは、平均的なマネージャーは…システム内の小さな変化が行動の大きな変化につながる可能性のある場所、つまりレバレッジポイントを探す場所を非常に正確に推測できるとよく言っています。」[19] ：146 —ドネラ・メドウズ、（2008）システム思考：入門書p.145 [c]
特徴
...システムとは何か？システムとは、時間の経過とともに独自の行動パターンを生み出すように相互接続された一連のものである。...しかし、これらの力に対するシステムの反応はそれ自体に特徴的であり、現実の世界ではその反応が単純になることはめったにない。
— ドネラ・メドウズ[19] : 2
[システム] とは、「多様で、相互作用し、特殊な構造と接続詞で構成されていても、統合された全体」である。
— IEEE (1972) [17] : 582
- サブシステムは、より大きなシステムの一部として機能しますが、それぞれが独自のシステムを構成します。各サブシステムは、多くの場合、独自の法則に従う特性を持つように還元的に記述できます。たとえば、ニュートンの世界体系では、惑星、恒星、およびその衛星全体を、科学的に、時には完全に数学的に動的システムとして扱うことができます。これは、ニュートンのプリンキピアが 1687 年に発表される前に、ヨハネス ケプラーの火星の軌道に関する方程式 (1619)によって実証されています。
- ブラックボックスとは、詳細を考慮せずに入力と出力によって動作を特徴付けることができるサブシステムである。[19] : 87–88 [29]
特定のシステム
- 政治制度は紀元前数千年という早い時期に認識されていました。[30] [31]
- 紀元前350年頃、アリストテレスのラグーンに生物系の存在が確認された。 [32] [33]
- 経済システムは1776年までに認識されました。[34]
- 社会システムは西暦19世紀から20世紀にかけて認識されました。[35] [36]
- 1892年にアレクサンドル・リャプノフは、常微分方程式の動的システムは適切なリャプノフ制御関数を与えられた場合、安定した挙動を示すことを示した。[38]
- 熱力学系は18世紀にはすでに扱われており、熱は無制限に生成できるが、閉鎖系では熱力学の法則を定式化できることが発見された。[39] イリヤ・プリゴジン（1980）は、平衡から遠く離れた系が安定した挙動を示す状況を特定した。[40]リャプノフ関数が特定されると、未来と過去を区別できるようになり、科学的活動を開始できる。[39] : 212–213
均衡から遠いシステム
生体システムは回復力があり、[24]平衡からは程遠い。[ 19] : Ch.3 [40] 恒常性は生体システムにとっての平衡に類似している。この概念は1849年に記述され、この用語は1926年に造られた。[41] [42]
レジリエントなシステムは自己組織化される。[24] [d] [19] : Ch.3 [43]
機能制御の範囲は、回復力のあるシステムでは階層的である。 [24] [19] : Ch.3
フレームワークと方法論
システム思考のフレームワークと方法論には以下のものがあります。
- 批判的システムヒューリスティックス：[44]特に、思考や行動を組織化する際に、システムには12の境界カテゴリーが存在する可能性がある。
- EPICアプローチを含む批判的システム思考。
- 表現、カテゴリの正式な命名と定義、および概念、データ、エンティティ間のプロパティと関係のオントロジー エンジニアリング。
- CATWOEアプローチと豊富な画像を含むソフト システム方法論。
- 体系的な設計、たとえばダブルダイヤモンドアプローチの使用。
- ストック、フロー、内部フィードバック ループのシステム ダイナミクス。
- 実行可能なシステム モデル: 5 つのサブシステムを使用します。
参照
- 概念システム – 非物理的なオブジェクト、つまりアイデアや概念から構成されるシステム
- 経営サイバネティクス – 経営と組織へのサイバネティクスの応用
- オペレーションズリサーチ – 高度な分析手法の応用に関する分野
- システム工学 – 学際的な工学分野
注記
- ^ 動的システムの方程式の解は不安定性や振動に悩まされる可能性がある。[15] : 7:33 ガバナー：誤差に対する修正措置は、誤差を積分することによって動的方程式を解くことができる。[15] : 29:44 [16]
- ^ 「サイバネティクス：システム科学を参照。」; [17] : 135 「システム科学：システムに関する体系化された知識」[17] : 583
- ^ ドネラ・メドウズ『システム思考入門』[19] [20]概要、ビデオクリップ：第1章[21]第2章パート1 [22]第2章パート2 [23]第3章[24]第4章[25]第5章[26]第6章[27]第7章[28]
- ^ 要約: 「本書のタイトルが示唆するように、システム科学は科学研究の正当な分野であるという前提は、本書の避けられない前提条件です。本書の著者である私が、この前提を妥当なものと考えていることは自明です。そうでなければ、明らかに、そもそも本書を書こうとは思いません」。—George J. Klir、「システム科学とは何か?」『システム科学の側面』 (1991)より
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- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』主要アイデア（第 1 章）
- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』第 2 章: システムダイナミクスの種類 2a
- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』第 2 章、第 2 部: システムにおける制限要因 2b
- ^ abcd アシュリー・ホジソン『システム思考』第3章：回復力、自己組織化、階層構造 3
- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』第 4 章: システムが私たちを驚かせる理由 4
- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』第 5 章「システムの罠 5」
- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』第 6 章: システムにおけるレバレッジポイント 6
- ^ アシュリー・ホジソン『システム思考』第 7 章「システムとともに生きる」
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- ロバート・ローゼン（1958）「カテゴリー理論の観点から見た生物システムの表現」Bull. math. Biophys. 20、317-342。
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