ในโลกที่เราอาศัยอยู่ เต็มไปด้วยความซับซ้อน มีหลายปัจจัยมาเกี่ยวข้อง และมีความสัมพันธ์ในแบบที่ไม่เป็นเส้นตรง เครื่องมือที่นำมาใช้เพื่อศึกษา จึงต้องสามารถวิเคราะห์ความซับซ้อนนี้ได้ System dynamics หรือพลวัตระบบ เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการจำลอง (simulate) เพื่อเรียนแบบธรรมชาติที่มีการเปลี่ยนแปลง หรือสถานการณ์ที่มีความซับซ้อน เปลี่ยนแปลงตามกาลเวลาอย่างไม่หยุดนิ่ง ผลที่ได้จาก System dynamics สามารถบอกผลลัพธ์ภายใต้ตัวแปรต่างๆ ผลกระทบต่อตัวแปรอื่นๆ ที่เราศึกษา ตลอดจนเวลาที่ใช้ในการส่งต่อผลกระทบเหล่านี้ นำไปสู่การปรับปรุงและขยายผลต่อเนื่องได้
System dynamic = State dynamic (การเปลี่ยนแปลงได้ขององค์ประกอบ) + Structural dynamic (การเปลี่ยนแปลงได้ของโครงสร้างและความสัมพันธ์)
แบบจำลองของ System dynamics ประกอบด้วยลักษณะที่สำคัญ ดังนี้
- ระดับ (Level) แสดงการสะสมของทรัพยากรที่ไหลในระบบ อธิบายถึงสถานภาพของระบบที่เวลาเฉพาะหนึ่งๆ
- อัตราการไหล (Flow rate) อัตราการเปลี่ยนแปลงหรือความเร็วของการเปลี่ยนแปลงของระดับในระบบ
- ฟังก์ชั่นการตัดสินใจ (Decision function หรือ Rate equation) ได้แก่ เป้าหมายหรือสถานภาพที่ต้องการ สถานภาพที่ศึกษาความแตกต่างของสถานภาพทั้งสอง ปฏิกิริยาซึ่งขึ้นกับความแตกต่างของสถานภาพ และการตัดสินใจที่ให้เกิดการกระทำและควบคุมการไหล
- แผนผังที่ใช้สร้างแบบจำลอง ได้แก่
- แผนผังวงจรสาเหตุ (Casual-loop diagram, CLDs) โครงสร้างประกอบด้วย เส้นลูกศรแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัย (Causal link) โดยมีเครื่องหมายบวก (+) แทนการเปลี่ยนแปลงของผลกระทบที่เป็นไปในทิศทางเดียวกับสาเหตุ เส้นลูกศรเครื่องหมายลบ (-) แทนการเปลี่ยนแปลงของผลกระทบที่มีทิศทางตรงกันข้ามกับสาเหตุ และมีเครื่องหมายประจำ Loop เป็น Positive (Reinforcing) loop หรือ Negative (Balancing) loop
- แผนผังการไหล (Flow diagrams) จะมีตัวแปรที่อยู่ในรูปของระดับหรือการสะสม (Level stock or accumulation) และตัวแปรที่อยู่รูปของอัตราหรือการไหล (Rate of flow) ซึ่งความสัมพันธ์ของตัวแปรทั้งสองจะอธิบายถึงระดับการสะสมบางสิ่งและเคลื่อนย้ายสิ่งนั้นจากระดับหนึ่งไปยังระดับอื่น
แก่นของ System dynamics เกิดจากสองสิ่ง ได้แก่ วงจรป้อนกลับแบบบวก (Positive feedback loop) คือเหตุการณ์ที่ feedback กลับมาเสริมตัวเอง กับวงจรป้อนกลับแบบลบ หรือ (Negative feedback loop) คือเหตุการณ์ที่ feedback กลับมาหักล้างตัวเอง หัวใจของศาสตร์นี้อยู่ที่การนำ positive loop กับ negative loop มาวิเคราะห์ปัญหา ซึ่งเป็นทั้งศาสตร์และศิลป์