システムダイナミクス

学際科学・未来学 — システムダイナミクス 概要

学際科学・未来学分野のシステムダイナミクス領域の概要と入門ガイド

システムダイナミクス

ストック、フロー、フィードバック、時間遅れからシステムの動的挙動を分析する方法論。

内生的視点

問題の原因を外部事象だけでなく、システム内部の構造と相互作用から説明する視点。

構造が挙動を生む

時間的な変化のパターンは、フィードバックや蓄積などの構造から生じるという原則。

ストック

ある時点でシステム内に蓄積され、状態と履歴を表す量。

フロー

単位時間当たりにストックへ流入または流出し、その量を変化させる率。

補助変数

ストックやフローの計算を支え、情報や中間的関係を表す変数。

因果ループ図

変数間の因果方向とフィードバック・ループを可視化する図。

強化ループ

変化を同じ方向へ増幅し、成長または衰退を加速させるフィードバック。

均衡ループ

目標や限界からのずれを打ち消し、状態を一定範囲へ戻そうとするフィードバック。

時間遅れ

原因の変化が結果へ反映されるまでの間隔で、振動や政策の行き過ぎを生む要因。

ストック・フロー図

蓄積量、流入、流出、補助変数、情報リンクを定量モデルとして表した図。

蓄積過程

流入と流出の差が時間を通じて積み重なり、システム状態を形成する過程。

非線形関係

入力と出力が比例せず、状態や閾値によって影響の大きさが変わる関係。

フィードバック支配

特定の時期や条件で、あるループがシステム挙動へ主要な影響を及ぼすこと。

参照モード

分析対象について説明すべき、時間に沿った典型的または期待される挙動パターン。

問題境界

モデルで内生的に説明する要素と、外部条件として扱う要素を分ける範囲。

動的仮説

観察された問題挙動が、どのフィードバック構造から生じるかを示す仮説。

方程式と次元整合性

変数間の関係を数式化し、単位が論理的に一致していることを確認する原則。

パラメータ設定

データ、文献、専門家判断などからモデル定数の値を定めること。

キャリブレーション

観測された挙動を再現できるよう、妥当な範囲でパラメータを調整すること。

モデル妥当性確認

構造、次元、極端条件、過去挙動などを検査し、目的に対するモデルの適切さを評価すること。

感度分析

パラメータや仮定の変化が、モデルの挙動や政策結論へ与える影響を調べること。

不確実性分析

入力値、構造、外部条件の不確実性を結果の幅として評価すること。

挙動再現性

モデルが成長、振動、停滞、崩壊など対象の主要な時間パターンを再現できる性質。

システム原型

成長の限界や問題のすり替えなど、異なる状況に繰り返し現れる典型的構造。

政策抵抗

介入がフィードバックによって相殺され、効果が弱まるか予期しない結果を生む現象。

レバレッジポイント

比較的小さな介入で、システム全体の挙動を大きく変え得る構造上の作用点。

政策シミュレーション

異なる介入の時期、強度、組合せをモデル上で試し、長期的結果を比較すること。

グループ・モデル・ビルディング

関係者が共同で因果構造やモデルを作り、理解と合意形成を進める方法。

システムダイナミクスの限界

境界設定、集約化、データ不足、構造仮定がモデル結果を制約すること。