시스템 다이내믹스

시스템 다이내믹스(System Dynamics, SD)는 시스템을 이루는 요소들 사이의 인과 관계와 피드백 구조를 모형으로 그리고, 시간에 따른 시스템의 변화를 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하는 방법론이다.

개요

시스템 다이내믹스는 1950년대 후반 MIT 의 제이 포레스터(Jay W. Forrester)가 기업의 생산·재고 변동을 분석하면서 만들었다. 이후 도시 문제, 세계 인구·자원 문제(『성장의 한계』), 경영 전략, 정책 분석으로 쓰임이 넓어졌다.

이 방법론의 핵심 생각은 시스템의 행태는 그 구조에서 나온다는 것이다. 매출의 급성장과 정체, 재고의 출렁임 같은 현상은 외부 충격보다 요소들이 서로 영향을 주고받는 피드백 루프와 시간 지연에서 생긴다고 본다.

도구	내용
인과 루프 다이어그램(CLD, Causal Loop Diagram)	변수 사이의 인과 관계와 피드백 루프를 화살표로 그린 정성적 모형. 문제 구조를 이해하고 설명하는 데 쓴다
저량·유량 다이어그램(Stock and Flow Diagram)	쌓이는 양(저량)과 그것을 늘리고 줄이는 흐름(유량)을 구분해 그린 정량 모형. 수식을 붙여 시뮬레이션한다
시뮬레이션	저량·유량 모형을 시간 단계별로 계산해 행태를 본다. Vensim, Stella 같은 도구를 쓴다

변수: 늘거나 줄 수 있는 양(고객 수, 매출, 입소문 등)
인과 화살표: 원인 변수에서 결과 변수로 긋는다
링크 극성
- +(같은 방향): 원인이 늘면 결과도 는다(줄면 준다)
- −(반대 방향): 원인이 늘면 결과가 준다
루프 극성
- 강화 루프(R, Reinforcing, 양의 피드백): 변화가 돌아와 같은 방향의 변화를 키운다. 기하급수적 성장이나 붕괴를 만든다. 루프 안의 − 링크가 0개 또는 짝수개이다
- 균형 루프(B, Balancing, 음의 피드백): 변화가 돌아와 반대 방향으로 작용해 목표나 한계에 수렴시킨다. 루프 안의 − 링크가 홀수개이다
지연 표시: 원인이 결과에 늦게 영향을 줄 때 화살표에 ‖를 그린다

신제품을 산 고객이 주변에 제품을 알리고(입소문, Word of Mouth), 그 말을 들은 잠재 고객이 제품을 사는 현상을 그린다. 이 구조는 신제품 확산을 설명하는 배스(Bass) 확산 모형과 같다.

 [R1 입소문 강화 루프]
   고객 수 ──(+)──▶ 입소문 접촉 ──(+)──▶ 구매율 ──(+)──▶ 고객 수

 [B1 시장 포화 균형 루프]
   구매율 ──(−)──▶ 잠재 고객 ──(+)──▶ 구매율

 [광고]
   광고 ──(+)──▶ 구매율

R1 입소문 강화 루프(+): 고객 수 ↑ → 입소문 접촉 ↑ → 구매율 ↑ → 고객 수 ↑. 고객이 고객을 부르며 매출이 가속적으로 는다. 루프의 링크가 모두 + 라 강화 루프다.
B1 시장 포화 균형 루프(−): 구매율 ↑ → 잠재 고객 ↓(구매한 사람은 잠재 고객에서 빠진다) → 구매율 ↓. 잠재 고객이 바닥나면 성장이 멈춘다. − 링크가 하나라 균형 루프다.
광고 효과(추가할 수 있는 루프): 광고 → 구매율(+), 구매율 → 잠재 고객(−). 입소문이 없는 초기에 고객을 만들어 R1 을 출발시킨다.

저량·유량 모형으로 옮기면 잠재 고객과 고객이 저량, 구매율이 둘 사이를 잇는 유량이다.