S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Systeemidynamiikasta systeemitieteilijäksi.

Esitys aiheesta: "S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Systeemidynamiikasta systeemitieteilijäksi."— Esityksen transkriptio:

1 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Systeemidynamiikasta systeemitieteilijäksi Mikko Martela 28.2.2007

2 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Sisältö Systeemidynamiikka Malli ja Todellisuus –Mikään malli ei ole oikea Mallit ja Päätöksenteko –Kaikki päätöksenteko perustuu malleihin Yhteenveto

3 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Systeemidynamiikka Perustaja Jay W. Forrester 1950-luvulla MIT:ssä Dynaamisten systeemien eräs kuvaus- ja simulointikieli Jäsennetään systeemin rakennetta vaikutusketjujen avulla Säätöteoreettinen lähestymistapa maailman systeemeihin

4 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Peruskäsitteitä –Feedback = takaisinkytkentä –Stock = varasto –Flow = virtaus –Time delay = viive –Nonlinearity = epälineaarisuus Systeemidynamiikka

5 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Yksinkertainen ekonominen malli mineraali-resursseista Systeemidynamiikka

6 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Holistinen, kokonaisvaltainen tarkastelukulma Simulointimallilla selvitetään järjestelmän käyttäytymistä  Päätöksenteon tuki Systeemidynamiikka

7 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Systeemidynamiikka Sovellusalueita: Teknisten, fyysisten, biologisten ja sosiaalisten prosessien simulointi –Ilmastomallit –USA:n kansantalousmalli –Kaiken maailman liiketoimintamallit –Beer Game

8 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Science? Engineering? Applied Mathematics? Social Science? Philosophy? Consulting Theory of Action? Systeemidynamiikka

9 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 It is all these things and more. –Sterman Systeemidynamiikka

10 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus Mikään malli ei ole oikea –Joten oikeaksi todistaminen on mahdotonta. Yksi testi ei koskaan riitä todistamaan toimivaksi On testattava vasten kaikkea mahdollista dataa kaikilta mahdollisilta aloilta

11 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Tyypillisiä ongelmia Yksinomainen pyrkimys historiallisen datan replikoimiseen Mallille relevanttien taustaoletusten puutteellinen dokumentointi Peruskysymyksiä mallin soveltuvuudesta ei pohdittu Liika rajallisuus muuttujien valinnassa Parametrinvalinta oletustemme mukaisesti

12 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Pehmeät muuttujat Muuttujat joita ei voi mitata tai muuttaa luvuiksi Näiden poisjättö aiheuttaa perustavia ongelmia mallin soveltuvuudelle Mikä tahansa lonkka-arvio on tieteellisempi kuin poisjättö

13 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Mallin rajaus Todellisuus on varsin kompleksinen ”Kaikki vaikuttaa kaikkeen” Mallit olemassa yksinkertaistamassa tätä todellisuutta Mitkä ovat relevantteja muuttujia? Exogeenisten, ulkoisten muuttujien mukaanotto

14 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Mallin rajaus Yksinkertainen ekonominen malli mineraali-resursseista

15 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Mallin rajaus

16 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007

17 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007

18 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Prosessinäkökulma Mikään malli ei ole täydellinen tai valmis Mallin kehitys on jatkuvaa ja tulee sisältää kaikki asianomaiset Fokus mallin kehitysprosessissa Ei yksittäisen mallin tuloksissa –Nopeampi oppiminen –Parempi soveltuvuus todellisuuteen –Mallista ehkä oikeastikin hyötyä päätöksenteossa

19 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Malli ja todellisuus – Johtopäätös Jos tapaat henkilön, joka väittää, että hänen mallinsa on oikea, varo, hän on fundamentalisti!

20 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko Kaikki päätöksenteko perustuu malleihin Mallit ovat aina vääriä –Informaatio on aina puutteellista –Aika on rajallinen Päätöksiä on tehtävä

21 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko Ihmisen tieto ja havaintokyky on perustavasti rajallinen Mentaalimallit –Kaikki operointimme tapahtuu näiden läpi Malli on aina –Yksinkertaistus, abstraktio, selektio –Väärä Paradigmat

22 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko – Naiivi realismi Tapahtumakeskeinen Kapea rajat Reduktionistinen Lineaarinen, tapahtumat sarjassa Meidän ulkopuolelta tulevat voimat Odottamattomat sivuefektit todellisuuden osina Syy ja seuraus lähellä toisiaan Vähän takaisinkytkentää Heikko ymmärrys systeemeistä Kyvyttömyys päätellä kompleksisten systeemien käytöstä

23 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko – Naiivi realismi

24 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko – Naiivi realismi

25 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko – Tieteellinen positivismi Tieteellinen teoria / Malli vastaa todellisuutta oikein Search for the perfect model Kaikki suureet mitattavissa Ihmiset tekevät päätöksensä maksimoidakseen (taloudellisen) hyötynsä Vieläkin vaivaa esim. kansantaloustiedettä –Milton Friedman on vapaakaupan musta enkeli

26 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko - Kompleksis-dynaaminen maailmankuva Postmoderni Minä osana isompaa systeemiä –Molemminsuuntainen takaisinkytkentä Mentaalisten mallien rajojen rikkominen –Todellisuus on rajaton –Eksogeeninen on ylitettävä Syy ja seuraus usein kaukana toisistaan “There are no side effects –only effects”

27 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Mallit ja Päätöksenteko – Miksi simulaatiota tarvitaan Intuitiivinen päättelymme perustuu jo malleihin –Niiden tietoinen muokkaus paremmaksi ei liene pahaksi Dynaamisten ja kompleksisten systeemien käytöksen päättelyyn ei aivokapasiteettimme riitä Kokeellinen tutkimus on mahdotonta monien keskeisten systeemien osalta

28 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Take-Offs Kaikki päätöksenteko perustuu malleihin Kaikki mallit ovat vääriä Prosessinäkökulma –Jatkuva omien mentaalimallien / simulaatiomallien kyseenalaistaminen ja kehitys Käytettäessä malleja päätöksenteossa rajoitukset tulee aina tiedostaa Nöyryys malleissa – rohkeus päätöksessä

29 S ysteemianalyysin Laboratorio Teknillinen korkeakoulu Esitelmä 13 – Mikko Martela Optimointiopin seminaari - Kevät 2007 Kotitehtävä Kuvaa lyhyesti jokin mielenkiintoinen ilmiö, hahmottele ilmiön vuorovaikutussuhteita virtauskaaviona sekä selitä mitä virtauskaaviossa tapahtuu. 2 pistettä Pohdi kriittisesti mallisi puutteita ja rajoituksia todellisuuden kuvaamisessa. 3 pistettä