System Dynamics

System Dynamics (SD) oder Systemdynamik ist eine von Jay W. Forrester Mitte der 1950er Jahren^[1] an der Sloan School of Management des MIT entwickelte Methodik zur ganzheitlichen Analyse und (Modell-)Simulation komplexer und dynamischer Systeme.

Anwendung findet sie insbesondere im sozio-ökonomischen Bereich. So können die Auswirkungen von Management-Entscheidungen auf die Systemstruktur und das Systemverhalten (beispielsweise Unternehmenserfolg) simuliert und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden. In der Praxis findet die Methodik insbesondere bei der Gestaltung von Lernlabors und der Hinterlegung von Balanced Scorecards mit Strategy Maps Verwendung. Die Erarbeitung solcher Systeme erfolgt mittels qualitativer und quantitativer Modelle.

Qualitative Modelle

Bei der qualitativen Methode geht es hauptsächlich um die Identifikation und Untersuchung in sich geschlossener Wirkungsketten (engl.: feedback loops). Unterschieden werden dabei Loops mit positiven (reinforcing loops) und negativen (balancing loops) Polaritäten. Ursprünglich soll u.a. nach Forrester die qualitative Methode immer durch eine sich anschließende quantitative Analyse (Simulation) ergänzt werden: Tatsächlich beschränken sich teilweise heutige System-Dynamics-Projekte aus konzeptionellen oder finanziellen Gründen auf qualitative Modelle. Qualitative Modelle wie sog. Kausaldiagramme oder "influence diagrams" leisten auch ohne Simulation und Verwendung "harter Daten" (Wolstenholme EF. 1993) einen wichtigen Beitrag für die System-Analyse^[2]: Sie fassen ein sehr komplexes Problem bestehend aus unzähligen Erklärungen in übersichtlicher Weise zusammen und helfen als Vorlage für Diskussionen. Sie identifizieren Rückkopplungen und helfen somit, Probleme und Strukturen zu erklären oder neue Einsichten zu gewinnen. Die Untersuchung des Diagramms mag die Angemessenheit der Modellgrenzen und Annahmen besser erkennen lassen und schließlich dienen sie als Grundlage für mögliche quantitative Modelle, zumal sie relativ leicht in Gleichungen transformiert werden können.

Quantitative Modelle

Die Darstellung in Flussdiagrammen und deren Simulation ermöglicht tieferes Systemverständnis. Lager (Stocks), Raten (Flows) und Hilfsgrößen dienen zur Beschreibung der Systemzusammenhänge, und zeigen, wie die Wirkungsketten zum Verhalten von Systemen führen, welche teils nicht-linear und kontraintuitiv sind. Dies ist der Hauptvorteil dieser Methode. Spezielle Software wie CONSIDEO, iThink/STELLA, DYNAMO, Vensim oder Powersim ermöglichen die Simulation der untersuchten Fragestellungen. Die Simulation unterschiedlicher Szenarien (Runs) fördert das Verständnis für das Systemverhalten im Zeitverlauf.

Den immer wiederkehrenden Verhaltensmustern komplexer Systeme liegen bestimmte Strukturen zugrunde, die als vereinfachte Modelle dargestellt werden können, sogenannte Systemarchetypen. Momentan werden 10 verschiedene solcher Systemarchetypen unterschieden. Die Kenntnis dieser Grundstrukturen ermöglicht ein tieferes Verständnis verschiedenster Systeme und schafft somit eine Grundlage für effektivere Eingriffe in diese.

Anwendungen

SD war die grundlegende Methodik zur Simulation des Weltmodells World3, das für die Studien zu Limits to Growth (dt.: Die Grenzen des Wachstums, 1972) unter Leitung von Dennis L. Meadows im Auftrag des Club of Rome erstellt wurde. Sie bietet sich aber auch für die Simulation und Erklärung des komplexen Verhaltens von Menschen in sozialen Systemen an. Typische Beispiele sind die Untersuchung des Phänomens der Überfischung oder der Entstehung von Katastrophen wie dem Reaktorunglück von Tschernobyl.

Aufbauend auf den Methoden der System Dynamics untersucht Information Dynamics die informationsverarbeitenden Prozesse von Systemen und stellt fest, dass Informationen die wesentliche Determinante für das Verhalten und die Effizienz von Systemen sind.

Erkenntnisse

Neben dem Modell und den Lösungsansätzen an sich, sind die gewonnenen Erkenntnisse und das Verständnis der Prozesse auch Resultate, welche über das Projekt hinaus eingesetzt werden. Weiter führt das Verständnis der Methode zur verbesserten und schnelleren Erkenntnis bei anderen Problemstellungen.

Literatur

• Forrester, J.W., Industrial dynamics, 9. Auflage, Cambridge 1977
• Meadows, D.L., Meadows, D.L. und Randers, J., Die neuen Grenzen des Wachstums, 5. Auflage, Hamburg 2001, ISBN 3-499-19510-0
• Sterman, J.D., Business dynamics: systems thinking and modeling for a complex world, Boston 2000, ISBN 0-07-238915-X
• Peter Senge, Die Fünfte Disziplin. 10. Auflage, Klett-Cotta, Juli 2006, ISBN 3-608-91379-3
• Peter Senge, Das Fieldbook zur fünften Disziplin. 5. Auflage. Klett-Cotta Verlag, Stuttgart 2004. ISBN 3-608-91310-6
• Dörner, D., Die Logik des Misslingens – Strategisches Denken in komplexen Situationen, 2. Auflage, Reinbek/Hamburg 2004, ISBN 3-499-61578-9
• Peter Bützer, Markus Roth, Zeit im Griff, Systemdynamik in Chemie und Biochemie, Lehrmittelverlag des Kantons Zürich 2006, ISBN 3-03755-059-7

Weblinks

• System Dynamics Society
• MIT System Dynamics Group
• HSG System Dynamics Group
• Deutsche Gesellschaft für System Dynamics e.V.
• Swiss Chapter of the International System Dynamics Society

Einzelnachweise

1. ↑ Forrester, Jay (1971). Counterintuitive behavior of social systems. Technology Review 73(3): 52–68
2. ↑ Coyle, Geoff (2000). Qualitative and quantitative modelling in system dynamics: some research questions. System Dynamics Review 16(3), S. 225-244, doi:10.1002/1099-1727(200023)16:3<225::AID-SDR195>3.0.CO;2-D