本文主要是介绍3.3.2nbsp;彼得bull;圣吉——系统思考,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
彼得·圣吉在《第五项修炼》中写道:“
正负反馈和延迟:系统思考的积木块
有两种不同类型的反馈过程:正反馈和负反馈。正反馈(或放大反馈)过程是增长的引擎。只要你处在增长的局面,一定就有正反馈作用。正反馈过程也可以产生加速的衰减:很小的衰减被放大成越来越严重的衰减,就像金融恐慌时银行财产的衰减情况一样。
负反馈(稳定反馈)起作用时,就有以目标为导向的表现。如果目标是稳定不动,那么负反馈的作用就像车上的刹车装置。如果目标是保持每小时60英里的速度,那么负反馈作用就会让车加速到每小时60英里,但不会再高。目标可以是明确的,例如公司的市场份额目标;它也可以是隐性的,比如一个坏习惯,尽管我们声称要去掉,但还是坚持不改。
另外,许多反馈过程都有“延迟”,就是影响作用过程中的间歇和中断,它使作用的结果逐渐才能显现出来。
系统思考语言中的所有观念,都是以这三个元素为基础建立的,就好像英语的句子基本上都是由名词和动词组成的。
正反馈:发现微小变化是如何增长的
你身处正反馈系统中,可也许就是看不见,很小的行动如何被放大,带来很大的结果—或好或坏的结果。而看清这个系统,往往就能让你影响其走向。
在皮格马利翁效应这样的正反馈过程中,有一点变化就能带来不断的自我增强。不管什么动作,一发生就会被放大,就会在同一方向上产生越来越大的动作。小动作得到滚雪球般的放大,同样的动作越滚越大,就像利上滚利。其中,有些正反馈(放大反馈)作用是“恶性循环”:坏的开端导致越来越糟的结果。“汽油危机”是个经典案例。一旦汽油紧缺的消息传播出去,到加油站排队加油的浪潮就被触发了。一旦人们看到加油站排队的场景,就对危机的到来深信不疑了,恐慌和囤积行为就被触发了。很快,即使油箱还剩大半箱油,每个人也都要去加满油,以防加油站没了油。一场暴风雪来临以前,同样的情况也会发生在食品和水上面,因为大家预计会出现电力中断和其他正常供给中断的情况。银行挤兑是另一个例子;而某种股票价格下跌的消息传出去以后,引发恐慌抛售浪潮,又是一个例子。这些都是逐步升级的结构模式:在不想看到的方向上发生一个小动作,就会引起不断加剧的恶性循环。
但是,正反馈并非一定都是坏事。还有良性循环,即在想看到的方向上不断增强的过程。比如,体育锻炼就能带来良性循环:你感觉良好,于是更积极地参加锻炼,于是感觉更好,于是锻炼更积极。反恐战争如果能持续地逆向进行,也会是一个良性循环。新产品的市场培育也是正反馈循环过程。例如,许多新产品都从“口口相传”,开始其市场增长的历程。产品口口相传就能有滚雪球效应(大众汽车的甲壳虫车型和苹果公司的iPod都是如此),满意的顾客告诉别人去购买产品,更多满意的顾客又告诉更多的人。今天的网络设备给分享信息(或歌曲)的行动增加了另一层正反馈机制:一旦有人使用某种网络设备,信息分享就只能通过同类的设备进行。
下面就是口口相传增加销售和满意度的正反馈示意图:
如果产品本身是个好产品,那么其销量越多,满意的顾客也越多。这意味着正面的评价也越多,进而会带来更多的销量,而更多的销量又将带来更广泛的好评,以此类推。反过来说,如果产品有缺陷,那么良性循环就变成了恶性循环:在购买了产品的顾客里,满意的人寥寥无几,也没什么正面评价,这将导致该产品的销量越来越少。
负反馈:发现稳定因素和抵制的来源
负反馈系统是寻求稳定的系统。自然界特别偏爱负反馈的平衡稳定作用。但人类却经常作出与这些平衡机制相悖的决策,并为此付出代价。例如,经理人在预算紧张的时候通常会压缩员工数量,以降低成本;但是他们会逐渐发现,剩余的员工工作压力过大,而且成本也没有下来,因为完不成的工作又得雇用外部人员,或者付加班费来完成。成本下不来的原因是,系统有自身的工作安排。它有自己隐性的目标,一种未经表述却又非常真实的目标—即预期要完成的工作量。
在负反馈(稳定反馈)系统中,有一种自我调节机制,来保持某种目标或指标。拿杯子接水就是一个负反馈过程,其目标是一杯水。雇用新员工也是一个负反馈过程,目标是某个数目的员工队伍,或某个增长率。开车或骑自行车也是负反馈的例子,目标是驶向某个方向。
负反馈过程无处不在,是所有目标导向的行为表现背后的机制。像人体这样复杂的机体,会有数千个负反馈过程来维持体温、保持平衡、愈合伤痛、调节瞳孔采光量,以及进行危机报警。生物学家会说,所有这些机制都是为了让身体得到“内稳态”(homeostasis),即在变化的环境中保持其生存所必需的内部条件。负反馈作用让我们在饥饿时进食,困倦时睡眠,寒冷时添加衣服。
和所有负反馈过程一样,关键要素指标,如体温,会逐渐调节到期望值,如下图所示。
组织机构和社会也像复杂的生物体一样,因为它们也有许多各种各样的负反馈过程。公司里的生产和采购过程,就是根据产品订单的变化来不断调整的;临时的(折扣)和长期的(目录)价格是根据需求变化和竞争对手的价格来调整的;而借贷则要依据现金余额变化和财务需求来调整。
延迟:事情会发生的……等时候一到
我们已经看到,系统似乎有自己的主见。这在延迟上反映得最明显。延迟就是在行动和结果之间的间断和空隙。它可以让你行动过火,搞得适得其反;但如果你能够辨认并应对它,它又能给你带来积极的效果。
模拟器件公司前CEO,马萨诸塞州高科技委员会(Massachusetts High Technology Council)创始人斯达塔,在他发表在《斯隆管理评论》(Sloan Management Review)杂志上的一片经典文章中说:“系统绩效改善工作最有效的杠杆作用点之一,就是把系统的延迟缩减到最小。”斯达塔这里指的,是20世纪80年代后期美国制造业越来越强烈地意识到,传统的严格控制库房存货的做法,与日本同行减小延迟(使库存过多或过少的现象根本就不发生)的方法相比,根本就是低杠杆效益的方法。这后来发展成“时效竞争”(time based competition)的理念。波士顿咨询公司(BCG)副总裁乔治·斯托克(George Stalk)说:“领先企业在生产、新产品研发、销售和配送等领域的时间管理方法,成为新的竞争优势的最有效来源。”对减小延迟的重要性的认识,还进一步变成“柔性制造”和现在的“精益制造”的基础。
当某个变量的作用需要经历时间来影响另一个变量的时候,延迟就出现了,它成为系统语言的第三个基本要素。几乎所有反馈过程都有某种延迟,但却不被人注意,也不被人很好地理解。而这往往导致当事人“做过头”,即在追求期望的目标时走得太远,做过火了。进食和感觉到吃撑之间的延迟,是对许多用餐者的惩罚。我们本应停止继续吞咽的时候,并不觉得很饱,于是就继续吃下去,结果吃得太多。新开发的建设项目从开始到完工之间的延迟,导致房地产市场过热,最终致使一些开发商被淘汰。
未经辨别的延迟,尤其是拖得很久的那种,还可能导致不稳定和失常的故障。比如调节淋浴水温,10秒钟延延迟就比一两秒的延迟要困难得多。”
你往加热水方向转动水龙头之后的10秒里,水温仍然是凉的。你的行动似乎没有产生任何反应,所以你认为行动无效。于是你继续向加热水的方向转动龙头。而当热水终于到来时,水温却有88℃。你被烫得跳起来,赶紧又向加冷水方向转动水龙头。但又发生了延迟,水又变得太凉了。这样一次又一次,反复经过负反馈环路过程。每一次都是对前一轮调整过头的补偿。如下图所示。
你的动作越是剧烈,即转动水龙头越猛,就需要越长的时间来达到合适的水温。这就是带延迟的负反馈环路的经验和教训:过猛的行动会导致适得其反的结果,它不会帮你迅速实现目标,只会导致不稳定和震荡的情况。
正反馈中的延迟也是同样的问题。比如反恐战争,双方都以为使自己对抗活动扩大、反应行动升级,会给自己带来优势,让自己占到上风。这是由于反应行动结果的延迟。这种延迟可能是几天、几个月,甚至几年,因为聚集力量进行下一轮攻击行动是需要时间的。使这种恶性竞争得以维持下去的原因之一,就是暂时的、自鸣得意的优势地位的感觉。假如双方能够立即对对方的力量聚集活动作出反应,持续聚集活动的动力就消失了。
系统观点总是倾向于长期的视角。这就是为什么延迟和反馈环路会如此重要。短期来看,你往往可以忽视这些东西。它们在眼下似乎微不足道,但长期来看,却会回来找你的麻烦。
正反馈、负反馈和延迟都很简单,作为“系统基本模式”的积木块,它们得以实现自身价值。而系统基本模式,就是我们生活和工作中反复发生的、更复杂的结构模式。”
大篇幅的引用彼得圣吉的《第五项修炼》,是为了解释系统存在正反馈,负反馈以及延迟。
在控制理论中,分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统。闭环控制系统是将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统。简单的说就是系统不加入反馈环节,就叫开环系统;系统加入反馈环节,就叫闭环系统。
闭环控制系统又分为正反馈控制系统和负反馈控制系统。延时可以存在与任何系统中,可能任何环节都有延时。
负反馈系统框图:
正反馈框图:
延时:延时可能存在与任何环节中。行动和结果的延时无处不在。厄尔·南丁格尔在《最奇妙的秘密》中说:“成功是一个等待的过程”。当你为了某个目标行动后,不会马上得到结果,而需要一段时间。以广义动量定理来解释,当目标为一定程度的MV时,也需要一段时间t才能达到这个成果MV。
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