Ett orsakscykeldiagram (CLD) är ett kausalt diagram som hjälper till att visualisera förhållandet mellan olika variabler i ett system. Kretsen består av många noder och kanter . Noder representerar variabler och kanter representerar länkar, som representerar en koppling eller relation mellan två variabler. En länk markerad positivt indikerar ett positivt samband och en länk markerad negativt indikerar ett negativt samband. Positiv kausalitet innebär att två noder ändras i samma riktning, det vill säga om noden där sambandet börjar minskar minskar även den andra noden. På samma sätt, om noden där anslutningen börjar ökar, så ökar också den andra noden. Negativ kausalitet innebär att två noder ändras i motsatta riktningar, det vill säga om noden där sambandet börjar ökar, så minskar den andra noden och vice versa.
Slutna slingor i diagrammet är mycket viktiga egenskaper hos CLD. En sluten slinga definieras som en förstärkande eller balanserande återkopplingsslinga. En förstärkningsslinga är en slinga där effekten av att ändra en variabel fortplantar sig genom slingan och återgår till variabeln och förstärker den initiala avvikelsen, dvs om variabeln ökas i den förstärkande slingan, då kommer effekten genom slingan att returnera en ökning i samma variabel och vice versa. En balanseringscykel är en cykel där effekten av en förändring i någon variabel fortplantar sig genom cykeln och returnerar till variabeln en avvikelse motsatt den ursprungliga, det vill säga om variabeln ökar i balanseringscykeln, då effekten genom cycle returnerar en minskning av samma variabel och vice versa [1] .
Om en variabel ändras i en förstärkande loop , förstärker effekten av förändringen den ursprungliga förändringen. Det kommer då att skapa ytterligare en förstärkningseffekt. Utan att bryta slingan kommer systemet att hamna i en ond cirkel av cirkulära kedjereaktioner. Av denna anledning är slutna slingor kritiska egenskaper hos CLD.
Exempel på positiv feedback:
Användningen av noder och pilar för att bygga riktade grafmodeller av orsakssamband går tillbaka till uppfinningen av väganalys Sewall Wright 1918, långt före systemdynamiken. Men på grund av begränsade genetiska data innehöll dessa tidiga kausala grafer inga loopar – de var riktade acykliska grafer . Den första formella användningen av kausala slingdiagram förklarades av Dr. Dennis Meadows vid en konferens för lärare [3] .
Meadows förklarade att när han och andra forskare arbetade med World3 -modellen , insåg de att de inte kunde använda datorinferens för att förklara hur återkopplingsslingor fungerar i deras modell när de presenterar sina resultat för andra. De bestämde sig för att visa återkopplingsslingorna med hjälp av pilar som förbinder namnen på modellens huvudkomponenter i återkopplingsslingorna. Detta kan ha varit den första formella användningen av kausala diagram.
Positiv kausalitet innebär att två noder ändras i samma riktning, det vill säga om noden där sambandet börjar minskar så minskar även den andra noden. På samma sätt, om noden där anslutningen börjar ökar, så ökar också den andra noden.
Negativ orsakssamband innebär att två noder ändras i motsatta riktningar, d.v.s. om noden där förhållandet börjar ökar, så minskar den andra noden, och vice versa.
För att avgöra om en orsakscykel är förstärkande eller balanserande kan man börja med en gissning, som "Nod 1 ökar", och följa med runt cykeln [4] . Förstärkningsslingor har ett jämnt antal negativa anslutningar, medan balanseringsslingor har ett udda antal.
Identifiering av förstärknings- och balanseringscykler är ett viktigt steg för att identifiera referensmönster för beteende, det vill säga möjliga dynamiska mönster av systembeteende. Förstärkningsslingor är förknippade med exponentiell ökning/minskning.
Balanscykler är förknippade med att nå en platå. Om ett system har förseningar (ofta indikerat genom att dra en kort linje genom kausalitet), kan det svänga.