La dinamica dei sistemi [J. W. Forrester]

Un sistema può essere composto tanto da persone quanto da oggetti fisici: il magazziniere e gli impiegati d'ufficio sono parte del sistema "magazzino"; gli organi di direzione di un impresa sono un sistema per la ripartizione delle risorse e la regolazione delle attività dell'impresa stessa; una famiglia è un sistema per vivere e per allevare figli. In una società primitiva, i sistemi esistenti erano quelli che si manifestavano in natura e le loro caratteristiche erano accettate come fenomeni di origine divina, sottratti alla comprensione o al controllo umano.

L'uomo non faceva altro che adeguarsi ai sistemi naturali che lo circondavano e ai sistemi sociali, familiari e tribali, che furono creati più da una graduale evoluzione che da una volontà esplicita. L'uomo, in altri termini si adattò ai sistemi, senza sentirsi obbligato a capirli.

"Con l'affermarsi delle società industriali, i sistemi iniziarono a dominare la vita umana, manifestandosi sotto forma di cicli economici, rivolgimenti politici, periodi di ricorrenti crisi finanziarie, fluttuazioni dell'occupazione, instabilità dei prezzi. Ma tali sistemi sociali divennero improvvisamente tanto complessi, ed il loro comportamento tanto incomprensibile, che non sembrò possibile formulare alcuna teoria generale; anzi, la ricerca di una struttura ordinata, di relazioni causa effetto e di una struttura che spiegasse il comportamento dei sistemi portarono talvolta a credere nell'esistenza di cause accidentali e irrazionali.

"La scienza economica ha individuato molte delle relazioni fondamentali esistenti nel nostro sistema industriale, la psicologia e la religione hanno descritto alcune delle interazioni esistenti che si instaurano tra sistemi di persone; la medicina ha analizzato i sistemi biologici, mentre la politica ha esaminato i sistemi di governo e internazionali. Ma la maggior parte di tali analisi è stata di tipo verbale e qualitativo, e la semplice descrizione non è stata sufficiente a mettere in luce l'autentica natura dei sistemi; gli strumenti matematici che sono stati impiegati per organizzare le nostre conoscenze scientifiche sono risultati inadeguati ad affrontare gli aspetti essenziali dei sistemi sociali che influenzano la nostra vita.

"Siamo stati addirittura sommersi da una serie di frammenti di conoscenza, ma non abbiamo avuto alcun mezzo per strutturare questa massa di concetti. Jay W. Forrester (1918), Principles of Systems, Cambridge, Massachussets Institute of Technology. (trad. it. Principi dei Sistemi, Etas Kompass, Milano 1974).

"Sino ad oggi la maggior parte della teoria e della pratica manageriale si è occupata principalmente delle componenti. Contabilità, produzione, marketing, finanza, relazioni umane e valutazioni economiche sono state pensate e messe in pratica come se fossero argomenti separati. Solo nelle posizioni manageriali più elevate esiste la necessità di integrare queste funzioni separate.

I nostri sistemi industriali stanno diventando così estesi e complessi che la conoscenza delle singole parti non è più sufficiente. Sia per quanto concerne gli aspetti gestionali che per quelli tecnici ed ingegneristici, dobbiamo aspettarci che le interconnessioni e le interazioni tra i componenti del sistema diventino più importanti dei componenti medesimi".

Lo strumento quantitativo ideato da Forrester per modellare i problemi delle organizzazioni è eccezionale per la sua semplicità: variabili di flusso (derivate o valori di periodo), e variabili di livello (integrali o valori cumulati). La metafora idraulica (vedi figura) è tra le migliori per comprendere la Dinamica dei sistemi (S.D., System Dynamics) di Forrester.

In un progetto, ad esempio, le ore spese periodo per periodo, cioè l'istogramma di carico, sono rappresentate dalla portata del rubinetto (il flusso) che può variare da un periodo all'altro. L'avanzamento fisico progressivo (o cumulato), cioè la curva ad "S", è rappresentato dal livello del recipiente che, dopo un certo tempo (la durata del progetto), grazie al flusso periodico delle ore lavorate, raggiunge il 100% (recipiente colmo e progetto completato).

Nei modelli dinamici di Forrester hanno un ruolo centrale i circuiti (vedi Wiener) di feed-back positivo (crescita esponenziale) e i circuiti di feed-back negativo (tendenza, con oscillazioni o meno, all'obiettivo desiderato). I flussi e i livelli di Forrester possono essere utili per modellare problematiche di imprese che lavorano per progetti, imprese che lavorano su produzioni di serie, imprese di servizi, etc..

I flussi e i livelli possono essere fisici (Es. pezzi prodotti e stoccati) o economici (Es. conto economico e stato patrimoniale) ed il legame tra essi è garantito da variabili ausiliarie di tipo informativo.

Per il suo accento sulla interazione delle parti il metodo proposto da Forrester consente di sviluppare quantitativamente modelli di impresa che permettono di simulare, in modo integrato tra le varie componenti, i possibili percorsi evolutivi. Una celebre applicazione dei modelli di simulazione dinamica fu quella del Club di Roma - M.I.T. (Aurelio Peccei, H. Meadows e altri, I limiti dello Sviluppo, Mondadori 1972) relativa ai limiti dello sviluppo a causa della finitezza del pianeta, delle materie prime ed in particolare del petrolio.

Molte delle previsioni pessimistiche del Club di Roma non si avverarono e in un libro successivo (Meadows, Randers, Beyond the limits, Eartscan, Londra 1992) gli autori ripresero l'analisi estendendola ulteriormente e giungendo a conclusioni leggermente più ottimistiche.

Questi lavori diedero origine alle numerose ricerche sullo sviluppo sostenibile che, dopo il convegno di Rio de Janeiro, divenne centrale in tutti gli studi socio-economici sia a livello macro che microeconomico. In Italia nel 2009 la Feem, Fondazione Eni Enrico Mattei ha proposto un indice di sostenibilita di un paese basato sui tre pilastri economico sociale e ambientale costituito come segue:

Economia:
1) Pil pro capite,
2) Consumi su Pil,
3) Ricerca e sviluppo su Pil.

Società:
1) Tasso demografico,
2) Spesa alimentare su Consumi,
3) Consumo energetico pro-capite,
4) Assicurazioni e Pensioni integrative su Pil,
5) Istruzione su Pil,
6) Spesa sanitaria pubblica,
7) Spesa sanitaria privata.

Ambiente:
1) Contenuto di Carbonio per unità di energia consumata
2) Emissioni di gas serra (CH4, CO2, NO2) pro capite,
3) Energia per unità di Pil,
4) Importazioni di energia,
5) Energia non fossile
6) Uso risorse Idriche,
7) Specie animali a rischio,
8) Specie vegetali a rischio.

Applicazioni della System Dinamics si hanno in:
Strategia e pianificazione aziendale,
Sviluppo del processo di business,
Processo decisionale dinamico,
Soddisfazione dei consumatori,
Modelli di concorrenza oligopolistica,
Stabilita e instabilità dei mercati finanziari,
Amministrazione pubbllica e politica,
Urbanistica e crescita delle città,
Dinamiche sociali e demografiche,
Sostenibilità economica, sociale ed ambientale,
Modelli naturali ed ambientali,
Modellistica biologica e medica,
Dinamiche non lineari complesse.