2.Системная динамика

Под системной динамикой понимается метод изучения процесса развития (включая ускоряющийся или замедляющийся рост, стагнацию и возникновение кризисных условий, угрожающих базовым структурам) в сложных системах, основные переменные которых имеют внешние замкнутые границы и испытывают воздействие многочисленных обратных связей. Цепи обратной связи обеспечивают взаимодействие между переменными двух типов – уровнями (состояниями) и темпами и образуют структуру соответствующей формальной системы. Темпы реагируют на изменения уровней и отражают активность в цепях обратных связей. Значения темпов, выполняя функцию клапанов, управляют интенсивностью потока, определяющего процесс изменения уровней. В цепи обратных связей может участвовать несколько темпов и уровней. На один уровень могут влиять несколько темповых характеристик, но каждый темп относится только к одному уровню. По мере изменения между некоторыми переменными системы и границей их допустимых значений вырабатывается управляющее воздействие, сказывающееся на темпах соответствующих переменных.

Схема простейшей цепи обратной связи в модели системной динамики изображена на рис. 2.1.: замкнутая граница изображена в виде контура,

Рис. 2.1.Схема обратной связи в модели системной динамики

уровни – прямоугольники, темпы – клапаны, управляющие потоки - сплошные линии, информационные потоки – пунктирные линии, направления потоков указываются стрелками.

Системная динамика – попытка применения в социально-экономических исследованиях методов, развитых в теории управления техническими системами с обратными связями, названными сервомеханизмами. Процессы, возникающие в подобных системах, описываются дифференциальными уравнениями, допускающими решение путем имитационного моделирования.

Метод системной динамики был разработан американским ученым Дж. Форрестером и впервые применен к анализу управления развивающимися предприятиями. Затем появились работы, посвященные динамике развития города, описанию процессов функционирования рынка, а в дальнейшем он был применен для изучения глобальных проблем развития человечества, описания демографической динамики в различных регионах планеты и тех процессов роста, которые, по мнению авторов этих работ, ведут к возникновению продовольственного, сырьевого, энергетического, экологического и других кризисов.

Метод системной динамики хорошо приспособлен для учета разных форм запаздывания и поэтому приводит к моделям, решения которых поддаются достаточно простому экспериментальному исследованию на устойчивость в зависимости от изменений параметров и структуры модели. Однако ограничительные требования, предъявляемые методом системной динамики к структуре и форме отдельных зависимостей, жестки. Так переменные модели могут реагировать лишь на текущие или запаздывающие обратные связи, а для описания долгосрочных экономических процессов важны формирующиеся в хозяйствующих ячейках и в регулирующих органах ожидания будущих изменений. Причем эти ожидания связаны больше с динамикой социально-экономических структур, чем с конкретными значениями отдельных переменных, которые могут дать определенный импульс к дальнейшим исследованиям.

В силу специфики моделей системной динамики указываемый ими момент начала внутренней перестройки моделируемого объекта сильно сдвигается в будущее по сравнению с процессами, происходящими в реальной системе. Формируемые моделями траектории все более отдаляются от тех вариантов развития, рассмотрение которых представляет содержательный интерес. Противоречия, разрешаемые в действительности в процессе структурных изменений, в моделях системной динамики накапливаются и достигают максимальной остроты при столкновениях с ограничениями. Такие столкновения в условиях продления в отдаленное будущее застывшей структуры систем приводят к регистрации в моделях катастрофических последствий.

Возможности применения методов системной динамики для моделирования процессов долгосрочного социально-экономического развития ограничены, так как принимаемые во внимание зависимости темпов от уровней имеют локальную интерпретацию, т.е. отражают процессы, обусловленные лишь малыми изменениями переменных и протекающие при достаточном удалении значений ключевых параметров от границы. Однако при изучении траекторий, возникающих в результате решения построенных моделей, делаются попытки выявления долгосрочных зависимостей поведения, относящихся к траектории в целом, а не к ее локальным свойствам. Кроме того, приближение системы к границам должно вызвать усилия, направленные на «ослабление» соответствующих ограничений, либо привести к существенной модификации или перерождению самой системы. Хотя подобные проблемы важны при долгосрочном анализе, они не получают отражения с помощью методов системной динамики.

С помощью метода системной динамики можно эксплицировать разрозненные представления о структуре взаимосвязей между различными процессами, отражающими развитие моделируемого объекта, и свести эти представления в систему, наделенную способностью саморазвития, которая будет служить моделью для анализа общих и долгосрочных последствий различных управляющих решений, т.е. целям планирования.

Кроме того, метод системной динамики позволяет связать в рамках одной модели многочисленные потоки (физические, управляющие и информационные) и уровни аккумулирующих эти потоки величин:

• инвестиции и выбытие основных средств с уровнем основного капитала;

• рождаемость и смертность в различных возрастных группах с возрастной структурой населения и т.п.

Метод системной динамики наиболее ярко отражает структуру всех принимаемых во внимание обратных связей, хорошо приспособлен для учета разных форм запаздывания, приводит к системе дифференциальных уравнений, решения которых поддаются достаточно простому экспериментальному исследованию на устойчивость в зависимости от параметров и структуры самой модели.

Законы построения моделей системной динамики обеспечивают достаточно простое взаимодействие уравнений в системе, структура которых сравнительно легко осуществляет развертку процесса на перспективу, исходя из некоторого начального состояния системы.

Однако, ограничительные требования, предъявляемые методом системной динамики к структуре модели и к форме отдельных включенных в нее зависимостей, весьма жестки. Так переменные модели могут реагировать лишь на запаздывающие или текущие обратные связи. Для описания долгосрочных экономических процессов важны формирующиеся в хозяйственных единицах и в регулирующих органах ожидания будущих изменений. Причем эти ожидания связаны больше с динамикой социально-экономических структур, чем с конкретными значениями отдельных переменных.