Hur hantera instabilitet?

- i tekniska system och i samhällssystem

I avsnittet Förhandling gynnar den starke såg vi att upprepade förhandlingar hade tendens att vara instabila. Anledningen var att den starkare parten inför förhandlingen blev ännu starkare efter förhandlingen och att den svagare blev ännu svagare. Instabilitet innebär alltså kort sagt att en liten skillnad blir större. Stabilitet innebär motsatsen - att en viss skillnad blir mindre.

Mina egna experiment med drakar i yngre pojkåren gav mig praktiska erfarenheter kring stabilitet hos tekniska system. Jag lade då märke till hur drakens v-form (hur vingarna/sidorna är böjda i svag v-form från drakens mittlinje) hade stor inverkan på om draken skulle uppföra sig stabilt i vinddraget. Se figur 1.

Figur 1: Sidvy. Vänster drakkonstruktion är naturligt (inherent) stabil m.a.p. rotation kring längdaxel; höger instabil.

Om drakens sidor är vikta bakåt från mittlinjen så stabiliserar sig draken med v:ets spets som en plog mot vinden (se not 1) . Med motsatt v-form blir den instabil, dvs kan inte hålla den önskade positionen mot vinden (även en helt platt drake har svårt hålla sig lugn). Figur 2 försöker förklara varför. Om den stabila draken initialt är vriden åt höger runt sin längdaxel (mittlinje) så kommer vinden åt en större vindfångsyta på höger sida än på vänster och draken vrider sig tillbaka mot rätt position, dvs åt vänster. Med instabil drakkonstruktion kommer i stället en liten initial vridning att förstärkas.

Figur 2: Uppifrånvy. Stabil drake, 1a och 1b, roteras tillbaka efter initial vinkeländring; instabil drake, 2a och 2b, ökar initial vinkeländring.

Draken ovan gick alltså att konstruera för naturlig eller inbyggd (inherent) stabilitet. Den klarade störningar i form av skånska vindbyar utan problem (observera att man här fick betala ett visst pris i form av att lyftkraften blev något mindre eftersom vindfångsytan blev mindre med bakåtvikta sidor). Ofta går det dock inte att undvika att system eller processer är i sig själva instabila. Reglerteknik i form av s.k. negativ återkoppling (se not 2 nedan) behövs för att instabila processer ska hålla sig inom önskade värden. Detta gäller tekniska processer men negativ återkoppling bör på omsorgsfullt sätt utnyttjas även för sådana samhällsprocesser, som i sig själva är instabila.

Ex 1, flygplan: I [Molander2014] tas som åskådligt exempel människans försök att flyga farkoster, som är tyngre än luft. Två olika projekt gjorde försök 1903. Langleys projekt misslyckades katastrofalt med sina skarpa testflygningar 7 okt och 8 dec 1903, trots att man fått enorma resurser i form av federala budgetmedel. Bröderna Wright lyckades trots minimala resurser 17 dec 1903. Varför blev det så? Langley koncentrerade sig på att utveckla en motor med höga effekt/vikt-prestanda. Bröderna Wright koncentrerade sig på att förstå grundproblemen:

    • aerodynamik - hur få lyftkraft?
    • konstruktionens manövrerbarhet på bekostnad av dess stabilitet, så att t ex vindbyar kunde pareras tillräckligt snabbt.

Ganska snart konstruerades reglerfunktioner (autopiloter) så att piloten slapp göra ständiga justeringar (av tippningsvinkel så att planet inte störtar eller far upp i skyn). Ett flygplan (inte minst militära plan som t ex JAS) konstruerar man alltså så att det blir manövrerbart men instabilt i sig självt. Planet görs stabilt med hjälp av reglersystem (autopilot).

Ex 2, fartyg: Även för naturligt stabila system, t ex ett fartyg som är konstruerat att inte välta etc, måste man ständigt mäta positionen och göra justeringar (p gr av störningar som ger avdrift etc) för att fartyget ska nå sin destination.

Tillämpat på samhällssystem innebär dessa lärdomar att t ex sociala kontrakt inte kan baseras på rigida principer och regelstyrning. I stället måste man ständigt följa den social utvecklingen, mäta avvikelser från önskvärda resultat och göra politiska justeringar.

Ex 3/historiskt: Ett av de exempel på historiska misslyckade kontrakt, som nämns i [Molander2014], var att adeln blev skattebefriad mot att den i st stod för militärt skydd mot yttre fiender. Kontraktet ledde till ohämmad ackumulation av rikedom hos ett fåtal. Vid ifrågasättande av kontraktet kunde adeln förstås utnyttja sitt våldsmonopol.

Ex 4: Se DN/141026/Rothstein. Om man vill försöka förbättra maktens strukturer och processer i Sverige, måste man först göra noggranna analyser. Den s.k. maktutredningen levererade sitt resultat 1990. Sedan dess har, som Rothstein påpekar, en hel del hänt beträffande (tudelad) arbetsmarknad, informationsspridning, globalisering, lobbyism, medialiserad politik, ekonomisk ojämlikhet, sammansmältning politisk och ekonomisk elit o.s.v. Alltså argumenterar Rothstein för att en ny maktutredning bör göras.

Ex 5: Effektiviteten hos våra trygghetssystem behöver ständigt granskas och processerna justeras för att önskade syften ska uppnås och legitimitet upprätthållas! Ett exempel på granskning: Leder utredning av sjukskrivna till ökad återgång till arbete? (Rapport 2014:21 från Inspektionen för socialförsäkringen). Man lyckades där få tillgång till "naturliga" experiment genom att till jämförbara personer slumpmässigt tilldela handläggare med olika attityd till att använda sig av utredningar.

Viktig slutsats:

Politik kan - om man vill så - användas för att dämpa effekter av maktobalanser och ojämlikhet som uppstår på gr av bl. a. upprepade förhandlingsprocessers instabilitet. Men först måste man förstå det system man vill påverka innan man effektivt kan påverka det

----------------------------------------------

Not 1: Observera att det bara är drakens rotation runt axeln (mittlinjen) i längdled som är i fokus här. Det finns andra aspekter på drakars konstruktion och stabilitet som jag bortser från. Avsikten är bara att åskådliggöra en stabilitetsaspekt. Om du vill ha en mer komplett bild eller rent av vill konstruera en drake kan du titta på Vackra drakar.

Not 2:

Lite reglerteknik, Referens: [Astrom1968]. Återkoppling ("feedback") är en fundamental princip såväl i biologiska och tekniska system som i samhällssystem. Negativ återkoppling innebär att man justerar ner insignal om utsignal är för stor och vice versa. Ofta behöver man inte veta exakt hur en process är uppbyggd för att styra den. Det kan ibland räcka att veta åt vilket håll man ska justera insignaler för att utsignaler ska gå i önskvärd riktning. Något som man får se upp med är dock att systemen ofta har en viss tröghet och rör sig gradvis. Vi kallar dem dynamiska i betydelsen att tillstånd och utsignal inte beror av endast insignal i visst ögonblick utan också av gamla insignalvärden. Processen kan sägas ha minne. Detta ställer krav på hur reglerfunktionen ska utformas för lämplig kompromiss mellan snabbhet och stabilitet (undvikande av självsvängning etc).

Se figur:

Figur 3: System med negativ återkoppling.

Ett begrepp som jag tror många stött på är "PID-regulator". Det är en vanlig reglerfunktion, som kan placeras in enl. figuren. Den består av tre delar, som bearbetar reglerfelsignalen (e = u - y) på följande sätt:

    • P = förstärker felsignalen med en viss faktor (minskar störningars inverkan men kan ge instabilitet)
    • I = integrerar felsignalen (dvs tar vara på gamla felsignaldata, tar bort stationärt reglerfel men kan ge svängningar)
    • D = deriverar felsignalen (dvs korrigerar för hur felsignalen är på väg upp/ned närmaste framtiden)

För att det reglerade systemet ska uppföra sig så bra som möjligt måste bidragen (parametervärden) från de tre delarna justeras in med hänsyn till det öppna systemets egenskaper.

______________________________________

Direktlänk till nästa sida Ideologi & politik i Sverige eller länk tillbaka till överordnad sida Ojämlikhetens natur.