システムとは、個々の要素よりも大きい、あるいは異なる機能を提供するものです。ただし、ここでは人工的なシステムを想定しています。例えば、物流や公共交通などは、様々な機能を高い水準で人間に提供する複雑なシステムですが、技術や運用の複雑さから新たな問題が引き起こされます。このページでは、システム思考が、これらの問題を解決するためにどのように有効かという観点で説明します。
システムの一つの例として車を取り上げ、車はボディとエンジンとタイヤの3つの要素からなるものと考えます。ボディは人や荷物を保持し、エンジンは燃料を回転のエネルギーに変換し、タイヤは軸の回転エネルギーをボディの駆動力に変換します。この3つの要素を組み合わせると、個々の要素では発現されなかった人や荷物の移動という機能が得られます。このような場合に車はシステムとして考えられます。
また、新しい機能やより大きな機能が発現する現象を「創発」と呼びます。各要素の組み合わせにより機能の性能が思ったように伸びない、不都合な現象が発生する場合にも望ましくない創発と考えます。例えば、渋滞などのように道路と車両という各要素が適切に機能していても発生する性能低下などが対応します。創発に注目するなら、創発を伴う要素の集合体がシステムであると定義することもできます。
多くの場合、システムは不確実性を含む問題を解決したり、あるいはシステム自身が不確実性を内包していたりします。
不確実性には、偶然によるもの(Aleatory)と、知識の不確かさによるもの(Epistemic)の二つの種類があります。偶然によるもの(Aleatory)の例として、例えば赤と白のボールが半分ずつ入っている箱からランダムに一つのボールを取り出すときにそのボールの色を予測することはできません。この問題は、赤と白のボールの割合がわからないとき、知識の不確かさによる(Epistemic)問題に変わります。
このほかには、そもそも取り出されるボールの色の種類が予測できないという不確実性もありますが、ここでは対象にしません。
システム思考のフレームワークは社会や産業界をシステムとして考えることで、その不確実性と複雑さに対処するためのものです。
We expect engineered system here, not general definition of system. We try to explain how systems thinking can support problem solving activities of complex systems.
We define an engineered system as a combination of components that work in synergy to collectively perform a useful function. The engineered system could, for example, wholly or in part constitute a new technology for a new product line a new manufacturing process, a technology to improve the delivery of a service, or an infrastructure system [ERC/NSF webpage].
Driving a car as one example of a system. We can think of a car as consisting of three elements: body, engine, and tires. The body holds people and cargo, the engine converts fuel into energy for rotation, and the tires convert the rotational energy of the axle into driving force for the body. When these three elements are combined, they provide a function of moving people and cargo that could not be expressed by the individual elements. In such a case, a car can be considered as a system.
The phenomenon of the new or larger functions being created from simple elements is called "emergence." When the performance of a function does not grow as expected due to the combination of each element, or when an undesirable phenomenon occurs, it is also considered as "undesirable emergence." For example, traffic congestion is a type of undesirable emergence that causes a decrease in performance even when each element (road and vehicle) is functioning properly. If we focus on emergence, we can also define a system as a collection of elements with emergence.
In many cases, the system solves a problem that involves uncertainty, or the system itself contains uncertainty.
There are two types of uncertainty: Aleatory and Epistemic. As an example of Aleatory, it is not possible to predict the color of a ball when it is randomly picked out of a box containing half of each of the red and white balls. This problem turns into an Epistemic problem when you don't know the proportion of red and white balls.
There is also the uncertainty that the type of color of the ball that is taken out is unpredictable in the first place, but we will not cover it here.
The framework of systems thinking is to deal with the uncertainty and complexity of society and industry as a system.