Kausalkreis-Diagramm

Über Kausalkreis-Diagramme

Ein Kausalkreis-Diagramm (KKD, engl. CLD) ist das grundlegende Kartierungswerkzeug der Systemdynamik (Jay Forrester, MIT, 1960er Jahre): Variablen, die durch vorzeichenbehaftete Kausalverbindungen verbunden sind, wobei die Rückkopplungsschleifen — nicht die einzelnen Pfeile — das Verhalten eines Systems erklären. Eine Schleife ist verstärkend (R), wenn sie Veränderungen verstärkt, und ausgleichend (B), wenn sie ihr entgegenwirkt. Die kanonische Referenz ist Sterman, Business Dynamics (2000).

Schematexs Vorteil besteht darin, dass die Engine die Schleifen für Sie findet und klassifiziert. Zeichenwerkzeuge ermöglichen das Platzieren von Pfeilen; sie sagen Ihnen nicht, welche Schleifen existieren oder ob jede verstärkend oder ausgleichend ist. Schematex enumeriert jede elementare Rückkopplungsschleife (Johnsons Algorithmus) und wendet Stermans Gerade/Ungerade-Polaritätsregel an — sie werden als R1, B1, R2… beschriftet.

1. Ihr erster Kausalkreis

Beginnen Sie mit dem Schlüsselwort causalloop (Alias cld), einem optionalen Titel, dann vorzeichenbehafteten Verbindungen. Variablen werden automatisch aus den Verbindungen erstellt — Sie deklarieren sie selten:

causalloop "Adoption model"
"Adoption rate" -> Adopters : +
Adopters -> "Adoption rate" : +
loop R1 "Word of mouth"

Eine Verbindung ist QUELLE -> ZIEL : POLARITÄT. Mehrwörtige Variablennamen werden in Anführungszeichen gesetzt ("Adoption rate"); einzelne Wörter brauchen keine Anführungszeichen (Adopters). Mindestens eine Verbindung ist erforderlich.

2. Verbindungspolarität

Die Polarität ist das Vorzeichen des kausalen Einflusses und obligatorisch für jede Verbindung:

A -> B : +          # gleiche Richtung (mehr A → mehr B)
B -> C : -          # entgegengesetzte Richtung (mehr B → weniger C)
A -> B : s          # Alias für + (same)
B -> C : o          # Alias für − (opposite)
C -> D : same       # Alias für +
D -> E : opposite   # Alias für −
A -> B +            # der Doppelpunkt ist optional

+ / s / same bedeutet gleiche Richtung; − / o / opposite bedeutet entgegengesetzt. Eine Verbindung ohne Polarität wird abgelehnt.

3. Verzögerungen und explizite Variablen

"Training quality" -> "Salesperson skills" : + delay   # markierte Verzögerung (∥ Hash auf dem Pfeil)
A -> B : + ~delay                                       # die ~delay-Form funktioniert auch
var "Adoption rate"                                     # Variable fixieren, damit sie nicht auto-erstellt wird
loop R1 "Word of mouth"                                 # eine Schleife benennen/annotieren

• delay / ~delay markiert eine Verbindung als verzögert (das Systemdynamik-Hashzeichen).
• var "name" deklariert eine Variable explizit (fixiert ihr Label; wird nicht auto-erstellt).
• loop ID "phrase" hängt einen menschenlesbaren Namen an eine vom System erkannte Schleife.

4. Berechnete Rückkopplungsschleifen

Das ist das Unterscheidungsmerkmal. Die Engine:

1. Erstellt den vorzeichenbehafteten gerichteten Graphen (Knoten = Variablen, Kanten = vorzeichenbehaftete Verbindungen).
2. Enumeriert jede elementare Rückkopplungsschleife (einfacher gerichteter Zyklus) mit Johnsons Algorithmus — deterministisch, in Deklarationsreihenfolge.
3. Klassifiziert jede Schleife durch Zählen negativer Verbindungen:
   • Gerade Anzahl (einschließlich 0) → R (verstärkend); Produkt der Vorzeichen = +1
   • Ungerade Anzahl → B (ausgleichend); Produkt der Vorzeichen = −1

Dies ist genau Stermans Gerade/Ungerade-Regel. Schleifen werden in der Erkennungsreihenfolge nach Art nummeriert (R1, B1, R2…) und mit ihrer R/B-Rotationsglyphe im Schleifenzentrum gezeichnet. Jede Schleife trägt data-loop und data-kind.

5. Häufige Fehler

# FALSCH — Verbindung ohne Polarität
A -> B

# FALSCH — ein Diagramm ohne Verbindungen
cld

Jede Verbindung benötigt eine Polarität (: + oder : -); ein KKD ohne Verbindungen wird abgelehnt. Denken Sie daran, dass Polarität über die Richtung der Veränderung geht, nicht über Wünschbarkeit — eine Verbindung von "Todesfällen" zu "Bevölkerung" ist immer noch - (mehr Todesfälle → weniger Bevölkerung), auch wenn Todesfälle negativ sind.

6. Standardkonformität

Die Notation folgt Sterman, Business Dynamics (2000) und der Standard-Systemdynamik-Konvention: vorzeichenbehaftete Verbindungspolarität, Verzögerungs-Hashzeichen und R/B-Schleifenbezeichner. Die Gerade/Ungerade-Negativverbindungs-Regel für die Schleifenpolarität ist die Lehrbuch-Klassifikation, genau implementiert.

7. Roadmap

Verschoben: Bestand-und-Fluss-Promotion, Verbindungsstärken-Gewichtung und dominante-Schleifen-(Loop-Eigenwert-)Analyse über die Zeit.