211service.com
Jay Forresters många karriärer
Datorpionjären Jay Forrester, SM ’45, utvecklade minne med magnetiska kärnor. Sedan grundade han området systemdynamik. Det är bara två av hans olika sysselsättningar. 23 juni 2015
Det är en dag i slutet av mars i Massachusetts. Himlen är klar, men luften är kall och vinden hård. Jay Forrester, SM ’45, tittar utåt och vänder sig om för att skymta de vajande trädtopparna. Han vet allt om vindens kraft. Som tonåring använde han det för att föra elektricitet till sin familjs ranch i Nebraska.
Jay Forrester, framför Whirlwind i MIT Digital Computer Lab, intervjuas av Bostons Channel 7 1957.
En brådmogen pysslare, Forrester studerade elektroteknik vid University of Nebraska. Han anlände till MIT som doktorand 1939 och lämnade aldrig, och stannade kvar som forskare, professor och nu professor emeritus. Han har varit på MIT i mer än halva tiden som har gått sedan institutet öppnade sina dörrar.
Ändå är Forresters 76-åriga MIT-period ännu mer anmärkningsvärd för sin bredd än dess varaktighet. Han hjälpte till att utveckla digital datoranvändning. Han övervakade skapandet av ett nationellt luftförsvarssystem och hjälpte till att starta MIT:s Lincoln Laboratory. Sedan gick han med i det som nu är MIT Sloan School of Management och grundade fältet systemdynamik, som undersöker komplexa affärs-, ekonomiska och miljömässiga system – och de oväntade återkopplingseffekter mänsklig aktivitet skapar inom dem. Jag har haft flera karriärer, säger Forrester, som fyller 97 år i juli. Börjar med ranch hand.
När Forrester berättar om sitt liv och arbete – som han gjorde med MIT Technology Review nyligen i sitt hem utanför Boston – det belyser inte bara mångfalden av projekten han har tagit itu med utan även kopplingarna mellan dessa till synes olika karriärer.
Ranch hand
Forresters far, Marmaduke Montrose Forrester – Duke, för kort – var en hemmansägare som förvärvade egendom under Abraham Lincolns Homestead Act (som utökades till Nebraska 1904). När Forrester föddes utkämpades fortfarande första världskriget, och han bodde i ett av de få husen i sitt område med inomhus VVS (något som hans mamma, Ethel, hade insisterat på). Båda föräldrarna hade gått på college och var lärare; när Forrester gick i tredje klass, red han på en häst till den lilla lokala skolan, där hans far undervisade honom i två år.
Det fanns fördelar med skolhuset med ett rum, säger han. Att vara i närheten av äldre elever gjorde att avancerat arbete verkade mindre skrämmande – och gav honom en möjlighet att utforska sina intressen. Delstaten Nebraska skickade en låda med böcker till varje skola varje år; ett år innehöll hans skolas låda manualer som beskrev hur man tillverkar batterier och installerar inbrottslarm. Han studerade de böckerna och räddade senare gamla bildelar från en lokal skrotuppläggning för att bygga en vinddriven elanläggning för sin familjs ranch.
Bragden visade Forresters vilja att initiera nya satsningar. Men att hjälpa till med hans familjs företag skulle också plantera ett annat frö för den eventuella blomningen av systemdynamiken. En ranch är ett vägskäl för ekonomiska krafter, har Forrester skrivit och noterat att utbud och efterfrågan, prisförändringar och osäkerheter inom jordbruket är en dominerande del av livet på gården. Ranchens ekonomi, precis som större system, är uppenbarligen inte i jämvikt – ett huvudtema i hans systemforskning.
Militär ingenjör
Strax efter att Forrester började forskarstudier vid MIT började han arbeta i Institutets Servomechanisms Laboratory, som utvecklade kontroller för radarbaserade luftvärnskanoner. Under andra världskriget, som han minns det, rekvirerade marinen en prototyp av radarsystem från MIT för användning på USS Lexington (det andra hangarfartyget som bar det namnet under kriget; det första hade sänkts). Forrester designade det hydrauliska stabiliseringssystemet som höll radarn att peka längs horisonten. 1943 fungerade de hydrauliska kontrollerna felaktigt och Forrester anmälde sig frivilligt att åka till Hawaii och fixa dem. Han fick mer än han hade räknat med.
Medan han fortfarande gjorde sina reparationer, Lexington beordrades till strid. Han stannade ombord medan bäraren genomförde stridsoperationer nära Gilbertöarna den 4 december. Man kunde se torpedbombplanen komma in, säger han. Den natten träffade en torped Lexington , dödar nio. De Lexington överlevde och återvände till Hawaii med en skadad propeller. Man kunde se att det helt enkelt inte var rätt, säger Forrester, som hade klarat sig illa i kontrollrummet. Officerarna förblev lugna - men hans eget ansikte kan ha uttryckt viss oro, eftersom en officer tyst bad honom att slappna av.
Servo Lab-arbetet hade ett viktigt inflytande på Forrester. Det förde mig in på området för återkopplingssystem, säger han. Den amerikanska militären försökte använda radardata för att rikta sina luftvärnskanoner automatiskt, men den informationen var ofullkomlig. Att förstå feedbackfrågan – hur man korrigerar för de ofullkomliga data och skickar bättre information till artilleriet – var avgörande för att bygga korrekta system. När de tacklade detta problem insåg ingenjörerna som utvecklade luftvärnsvapen att pistolerna inte bara var uppsättningar av fristående delar som kunde utvecklas separat och sedan monteras. De var helt integrerade system: samspelet mellan delarna var avgörande för deras funktion.
Forrester säger att det bara var en gradvis insikt om att principerna för feedback och system kunde tillämpas på samhället; han tänkte inte i de banorna 1943. Ändå, konstaterar han, var det militära arbetet hans praktiska introduktion till dessa begrepp.
Datorpionjär
Efter kriget började Forrester utveckla en flygsimulator för flygplan. Hösten 1945 föreslog en bekant, Perry Crawford ’39, SM ’42, att bygga en digital dator för att köra simuleringarna istället för den analoga enheten Forrester tänkte på. Den resulterande marinfinansierade datorn, Whirlwind , använde ineffektiva och mycket opålitliga vakuumrör för minne. Sedan såg Forrester en annons för ett magnetiskt material som gav honom idén att lagra digital data med magnetfält istället för elektriska laddningar. Han ledde utvecklingen av magnetisk lagringsteknik som skulle ersätta Whirlwinds vakuumrörsminne - och fungera som industristandard för minne i två decennier.
Då hade marinens finansiering för flygsimulatorn – och därmed för datorn – för länge sedan tagit slut. Men efter att ryssarna exploderade en atombomb 1949 hade flygvapnet gått in för att finansiera utvecklingen av Whirlwind, som skulle bli grunden för dess SAGE-luftförsvarssystem fram till 1980-talet. Forrester tycker om att säga att datoranvändningen förändrades mer mellan 1946 och 1956 än under något decennium sedan dess. Hans arbete med Whirlwind är fortfarande stoltheten över hans karriär inom elektroteknik.
Men eftersom Whirlwind började som en simulator, satte den också scenen för hans forskning inom systemdynamik, som ofta använder simuleringar för att upptäcka de instabiliteter som uppstår i komplexa system. Forrester säger nu att hans erfarenheter av både återkopplingskoncept och simuleringar var avgörande för hans inställning till att analysera sociala system.
Lincoln Lab divisionsledare
Som chef för Whirlwind/SAGE-projektet blev Forrester chef för den största divisionen av MIT:s nya Lincoln Laboratory, där han valde IBM att bygga maskinerna och skrev sedan kontraktet mellan IBM och det amerikanska flygvapnet.
Det kontraktet föreskrev att Forresters team måste skriva av sig på varje sida i designen. Ett senare avtal krävde också att IBM underhåller utrustningen, vilket säkerställer en högkvalitativ produkt genom att ge IBM:s ingenjörer incitament att undvika mödosamma reparationsresor till isolerade SAGE-anläggningar mitt på vintern. Du har aldrig sett en organisation vända så snabbt, säger han med ett förtjust skratt.
År 1956 var Forrester övertygad om att många stora problem med datoranvändning hade lösts. Så några MIT-ledare, inklusive institutets president, James Killian, föreslog att han skulle överväga att gå med i MIT:s begynnande managementskola. Det året flyttade han från Lincoln Lab till fakulteten för det som skulle bli Sloan.
För Forrester, som redan sågs som en datapionjär, var flytten ingen drastisk förändring eftersom, som han senare skulle skriva, jag redan var i ledningen. Dessutom, säger han idag, har mina karriärförändringar kretsat kring händelser där någon har öppnat dörren. Och jag har gått igenom den för att se vad som finns på andra sidan.
Managementteoretiker
På Sloan började Forrester undersöka en General Electric-kylskåpsfabrik i Kentucky som led av episod med boom-and-bust. Han kunde ha skyllt på den större konjunkturen och lämnat saken vid det. Men han började empiriskt studera fabrikens veckobeställningar, lager, produktionstakt och anställda.
När han beräknade data för hand på en enda anteckningsboksida i vad som skulle vara den första systemdynamiksimuleringen, hittade han något konstigt. Ledningens metod att projicera sina framtida behov, i kombination med tidsförseningar i tillverkningsprocessen, hindrade fabriken från att reagera optimalt på förändringar i efterfrågan. Så även små förändringar i efterfrågan orsakade oproportionerliga fluktuationer i produktionen, tillsammans med betydande svängningar i antalet anställda som anställdes och sedan släpptes. Den interna strukturen och policyerna definierade ett tillverkningssystem som tenderade mot instabilt beteende, skulle han senare skriva.
1961 publicerade Forrester Industriell dynamik , en managementklassiker som beskriver denna olinjära karaktär av affärsverksamhet. Allt som förändras över tiden styrs av ett återkopplingssystem, förklarar han. De små förändringarna människor gör inom ett system kan skapa stora skillnader. Och många ingrepp, som att öka produktionen, har ofta skadliga oavsiktliga konsekvenser. För att minimera dem måste du förstå dynamiken i hela systemet. Sålunda blev studier på affärsnivå grunden för systemdynamiken – även om slutsatser i Forrester-stil kan vara svåra att sälja för chefer som tror att deras viljestyrka eller karisma kommer att hjälpa företag mer än en analys av muttrar och bultar.
Mycket ofta är människor bara rollspelare inom ett [företags] system, säger Forrester. De kör det inte; de agerar inom den. Detta har inte varit en populär idé bland människor som tror att de har ansvaret ... men i själva verket, om de inte är kunniga i system, kommer de att falla in i ett mönster av att göra vad systemet dikterar. Om de förstår systemet kan de ändra det beteendet.
Pedagog
Forrester ville ha ett tillgängligt sätt att förklara dessa managementinsikter för sina elever. Så han utarbetade Refrigerator Game, snart omdöpt till Beer Game. I det här bordsspelet härmar teamen ölindustrins leveranskedja och försöker möta konsumenternas efterfrågan samtidigt som de minimerar kostsamma lager. Hela den inkommande klassen på Sloan spelar fortfarande ölspelet varje höst, ledd av systemexperten John Sterman, professorn i management från Jay W. Forrester.
Ölspelet kan vara en förvirrande upplevelse. Även när erfarna chefer spelar, producerar deras leveranskedjor nästan alltid vilda toppar i lagret. På detta sätt förmedlar spelet den olinjära karaktären hos systemen och instabiliteten i affärsverksamheten. Inte nog med att nästan alla spelare hamnar i problem, utan när de ombeds förklara sina lags problem efter tävlingen brukar de feldiagnostisera dem.
Jay Forrester 2008.
The Beer Game är ett högklassigt, olinjärt dynamiskt system, säger Forrester. Det finns ingen som kan förstå det systemet bara genom att observera och tänka på det.
När det är som bäst visar Ölspelet också otillräckligheten i slutsatser baserade på begränsad information eller lätta mentala modeller. Spelet lär folk att ifrågasätta vad de tror på. Det tyder till exempel på att att avskeda människor samtidigt som man lämnar ett företags större metoder intakta är ett anmärkningsvärt lågt ingripande, som Sloan-professorn Nelson Repenning gillar att säga. Idag används ölspelet över hela världen – på handelsskolor, ledarutbildningar och till och med offentliga skolor, där det blir sodaspelet – för att lära elever systemtänkande.
Samhällsanalytiker
Även om Forrester fick National Medal of Technology 1989 för sina bidrag till datoranvändning, är han förmodligen mest känd för den sista fasen av sin karriär, som tillämpar systemdynamik på den bredare sociala världen. Hans böcker om stadsekonomi ( Urban Dynamics , 1969) och global ekonomi ( World Dynamics , 1971) lockade en större publik och mer stridigheter än han någonsin förväntat sig, säger han - särskilt när några av hans anhängare publicerade The Gränser för tillväxt (1972). Den här boken antydde att ekonomisk tillväxt, i kombination med föroreningar och begränsningar av naturresurser, bland andra faktorer, skulle kunna leda till en samhällelig kollaps under 2000-talet. Vissa miljöpartister välkomnade boken som en viktig varning, men många i näringslivet (för tillväxt) motsatte sig analysen, och några framstående ekonomer var skeptiska till data och metoder.
Forrester är bevakad över ståhej kring social dynamik, men jag tycker att böckerna står sig bra, säger han. För närvarande arbetar han på ett nytt manuskript om ekonomiska system.
Kollisionen mellan ekonomisk aktivitet och miljömässig hållbarhet – kan vi ha båda? – kan bli det mest aktuella exemplet på systemdynamik. Våra handlingar är inte isolerade och åtskilda från vår omgivning. Dessa aktiviteter – som industriell tillväxt – kan få skadliga oavsiktliga konsekvenser. Våra försök att korrigera kursen kan också gå fel, om vi inte riktigt förstår de system vi lever i.
Gång på gång ... kommer du att upptäcka att människor reagerar på ett problem, de tror att de vet vad de ska göra och att de inte inser att det de gör är att skapa ett problem, säger Forrester. Detta är en ond cirkel, för när saker och ting blir värre, finns det mer incitament att göra saker, och det blir värre och värre. Och det är därför, tillägger han, jag anser att arbetet vi har gjort i system är mycket viktigare än allt vi har gjort i datorer. System kan vara komplexa, men det vi behöver kanske är sunt förnuft och nyfikenhet hos en ranchunge i ett skolhus i Nebraska.