دانلود پایان نامه با فرمت word : دانلود فایل ها در رابطه با : شبیه سازی و مدل ... |
۲-۴-۱- سیستمها و ویژگیهای آنها
در این قسمت، برای آشنایی با مفهوم سیستم ابتدا مثالهایی از سیستم ارائه می شود و سپس به جزئیات بیشتر آن پرداخته خواهد شد. با کمی توجه به تشکیلات یک بانک مشخص است که یک بانک تعدادی انسان، ماشین، دفاتر، کامپیوتر، مقررات اداری و قوانین پولی و اقتصادی است که همه به نوعی وابسته به یکدیگر بوده و با اثر گذاشتن بر هم به منظور ارائه خدمات بانکی و کسب درآمدهای اقتصادی دارای وحدت و هماهنگی هستند. یک واحد تولیدی، مثلاً تولید اتومبیل، مثال دیگری از سیستم است. در این واحد هم تعداد زیادی از مهندسین، کارگران، ماشینآلات، قوانین کار، فرمولهای مهندسی، مواد اولیه و قوانین تولید گرد هم آمده و هر یک در راه هدف نهایی یعنی تولید، دارای نقش بوده و در اجرای این نقش از دیگران تاثیرپذیر و بر دیگران تاثیرگذار میباشند. مسلماً هدف از ایجاد یک سیستم یا اداره یک سیستم موجود، کسب بهترین نتایج حاصل از آن است. لذا در مورد سیستمهای موجود باید تاثیر اجزاء آن بر یکدیگر، قوانین و رابطه های حاکم بر آن و دیگر خصوصیات آن را شناخت و اگر هدف ایجاد یک سیستم است باید بهترین تعداد و ترکیب اشیاء و موثرترین قوانین را برای آن انتخاب نمود. اما انتخاب بهترینها خود مستلزم شناخت رفتار سیستم با ترکیبات و قوانین متفاوت میباشد. در هر حال لازمه ایجاد یا اداره مطلوب یک سیستم، بررسی و تجزیه و تحلیل آن است. بطور کلی سیستم را میتوان چنین تعریف کرد: “مجموعه ای از اشیاء با مشخصههای معلوم که روابط بین آنها و قوانین حاکم بر آنها مشخص است. اشیاء یک سیستم ممکن است دائمی یا موقت باشند (پاتروکلس[۷۳]، ۲۰۰۵، ۳۵۱). ” مثلاً در یک سیستم تولیدی، ماشینهای تولیدی جزء اشیاء دائمی و مواد اولیه و یا تولیدات از اشیاء موقت سیستم بشمار میروند. هر یک از اشیاء دائمی یا موقت دارای یک یا چندین مشخصه هستند. اما در یک بررسی تنها آن دسته مشخصههایی که در ارتباط با هدف بررسی بوده و نتایج حاصل از آنها تاثیرگذار است مدنظر قرار گرفته و به عنوان مشخصه در مدل سیستم گنجانیده میشوند. به چگونگی اشیاء، مشخصات و روابط یک سیستم در یک لحظه زمانی وضعیت سیستم در آن لحظه میگویند. اغلب، تغییرات خارجی سیستم موثر واقع شده و بعضی تغییرات در سیستم دارای اثراتی از عوامل خارجی هستند. مجموعه اینگونه عوامل خارجی را که بر سیستم موثر و یا از آن تاثیرپذیرند “محیط سیستم” خوانند. همراه با گذر زمان مقدار بعضی از مشخصههای اشیاء سیستم تغییر مییابند. این تغییرات نسبت به زمان ممکن است بصورت پیوسته یا ناپیوسته باشد. به طور مثال در یک سیستم بانک تعداد مشتریها یکی از مشخصههای سیستم است که تغییرات آن بصورت ناپیوسته با ورود و خروج مشتریها صورت میگیرد. یک ورود باعث افزایش آن و یک خروج باعث کاهش آن میگردد. در عوض در یک تصفیهخانه مایعات تصفیه نشده و تصفیه شده از اشیاء سیستم بوده و مقدار آنها مشخصهای برای سیستم هستند. تغییرات این مشخصه با گذر زمان ارتباط پیوسته دارد. به این نوع سیستم، سیستم “پیوسته” و به سیستم مثال قبل یک سیستم “گسسته” گویند (پاتروکلس، ۲۰۰۵، ۳۵۱).
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۲-۴-۲- سیستمهای پیچیده و تفکر سیستمی
درک ضعیف از روابط داخلی پیچیده در سیستمها غالباً منجر به تصمیماتی می شود که نتایج آن پایداری لازم را ندارند. این امر نتیجه شهود بسیاری از سیاستمداران و محققین است و نیاز به شناخت سیستمهای پیچیده و خصوصیات آنها را به ما نشان میدهد.
میتوان پیچیدگی سیستمها و تئوری مربوط به سیستمهای پیچیده را به عنوان یک تئوری و تفکر سیستمی را به عنوان یک متدولوژی در این مسیر فرض کرد.
سنگه[۷۴](۱۹۸۰) معتقد است تفکر سیستمی روشهای گوناگونی دارد که یکی از انواع آن پویایی سیستمها است که در آن از ابزار کامپیوتری و شبیهسازی استفاده میگردد. سنگه در تحلیل سیستمهای پیچیده ضمن ارائه الگو برای این سیستمها، نشان داده است که چگونه پیچیدگی و پویایی سیستم عکسالعملهایی رادر مقابل رفتار ما ایجاد می کند که پس از مدتی نتایج اولیه تصمیمات را خنثی کرده و حتی وضعیت بدتری را نیز ممکن است ایجاد کند.
دلیل عمده این مسئله، به این موضوع بر میگردد که ذهن انسان برای تفسیر رفتار سیستمهای پیچیده اجتماعی مناسب نیست. این نوع از سیستمها به طبقهای از سیستمهایی تعلق دارند که سیستمها دارای بازخورد غیرخطی و چند حلقهای نامیده میشوند( فرمانی، ۱۳۸۸، ۴۵).
فارستر(۱۹۸۰) سه خصوصیت عمده این نوع سیستمها (سیستمهای اجتماعی) را که در طول سالها تجربه در مدل کردن این سیستمها به دست آورده است به شرح زیر بیان می کند:
۱- سیستمهای اجتماعی عموماً به سیاستهایی که افراد برای بهبود سیستمها اتخاذ می کنند حساس هستند. در این نوع سیستمها مثالهای فراوانی از تجربه و تلاشهایی که منجر به شکست شده، ثبت شده است. شهود انسان از تجربه با سیستمهای ساده شکل میگیرد. در سیستمهای ساده ریشه های مشکل به لحاظ زمانی و مکانی به نشانه های آن نزدیک است. به عنوان مثال اگر کسی یک کتری داغ را لمس کند فورا دستش میسوزد و عکسالعمل نشان میدهد. در حالی که سیستمهای دینامیکی پیچیده معمولا ریشه های مسائل با نشانه های آن فاصله دارد. ریشه های مسئله ممکن است به سالها قبل از بروز نشانهها مربوط باشد و در جایی از سیستم بروز نماید که کاملاً با جایی که نشانه های مسئله دیده میشوند فاصله داشته باشند. این در حالی است که به دلیل نوع تفکر ما، معمولاً عللی که نزدیک به نشانه های مسئله هستند مشاهده می شود و از شناخت ریشه های اصلی غفلت می شود. به عنوان مثال شهروندان از کمبود مسکن در شهرها شکایت دارند. به عنوان یک نتیجه طبیعی برای این مشکل، تولید مسکن در شهرها افزایش مییابد و تلاش های قبلی را خنثی می کند. به این ترتیب افراد بیشتری در دام سیستمهای شهری ناکارآمد گرفتار میشوند.
۲- سیستمهای اجتماعی نقاط تاثیر محدودی دارند که از طریق آنها می توان رفتار آنها را تغییر داد. این نقاط معمولاً متفاوت از نقاطی است که مردم انتظار دارند. علاوه بر آن وقتی یک سیاست قوی و پراثر تدوین می شود، احتمال آنکه مدیران سیستم با اتکا به شهود و قضاوت خود، سیستم را در جهت غلطی هدایت نمایند زیاد خواهد بود.
۳- رفتار کوتاه مدت و بلندمدت ناشی از اعمال سیاست در سیستمهای اجتماعی معمولاً متفاوت و گاهی متضاد است. سیاستی که در کوتاهمدت نتایج مثبت به بار میآورد معمولاً در بلند مدت کیفیت سیستم را کاهش میدهد. به همین ترتیب سیاستهایی که منجر به نتایج بلندمدت میشوند، ممکن است در کوتاهمدت رفتار سیستم را بدتر کنند. نتایج کوتاه مدت بیشتر قابل مشاهده است و فشار ناشی از نتایج کوتاهمدت معمولاً مدیران را وادار به اقدامات فوری می کند. در حالی که نتایج اقداماتی که بهبود کوتاهمدت را هدف گرفتهاند، سیستم را در درازمدت با چنان مشکلاتی مواجه می کند که بهترین اقدامات کوتاهمدت نیز قادر به جبران آن نخواهد بود. بسیاری از مسائلی که امروز با آن مواجه هستیم نتایج تجمعی فعالیتهای کوتاهمدتی است که در دوره های گذشته اتفاق افتاده است.
نیاز به تحلیل پیچیدگیهای سیستم، تفکری را در بین محققین و متخصصین سیستمها ایجاد کرده است که به تفکر سیستمی مشهور است. تفاوت این شیوه، نگاه به مسائل در مقایسه با روشهای معمول و کارایی آن با استقبال محققین و سیاستمداران مواجه شده است.
رویکرد سیستمی، نگاهی کل نگر و کلان به یک مسئله پیچیده اجتماعی، اقتصادی، سیاسی یا مدیریتی است که در آن به طرز هنرمندانهای ارتباطات اجزاء سیستم دیده می شود و با یافتن بازخورهای موجود در سیستم، رفتار با مشخصسازی ارتباطات علی و معلولی تشریح میگردد. منظور از نگاه کلنگر، نگاهی است که در آن معیارهای تاثیرگذار با یکدیگر و البته در محدوده مسئله بررسی می گردد و منظور از کلاننگری یکپارچهسازی و دستهبندی متغیرهای شبیه به هم و سادهسازی و قابل فهم کردن کل نگری است.
در منابع دیگر چهار پایه اصلی برای رویکرد سیستمی ارائه شده است. این چهار پایه بدین صورت معرفی شده اند: تفکر کلان[۷۵]، شناسایی پیچیدگیهای سیستم[۷۶]، تئوری سیستم[۷۷] و طراحی تعاملی[۷۸] (چان، ۲۰۰۵، ۳۴۵).
در این بیان “تفکر کلان"، کلنگری، تجزیه ترکیب یکپارچه ساختار، چارچوب و فرایندهای یک سیستم است. شناسایی پیچیدگیهای سیستم، نگاهی علی و معلولی به سیستم و یافتن الگوهای سازنده رفتار متنوع است و به صورت کامل در کتاب پویایی بنگاه ها[۷۹] از استرمن معرفی شده است.
“تئوری سیستم” در این تفسیر اعتقاد به بازبودن سیستمها و تاثیرپذیری از محیط بیرونی، هدفمند بودن سیستمها، نیاز به دیدن روندهای متضاد و در عین حال مکمل در سیستمها برای تحلیل و همچنین رفتارهای گاه غیرمنتظرانه و عکس در سیستمها است. “طراحی تعاملی” نیز توانایی طراحی کل اجزا و بازگشت از اجزا به کل در طراحی یک مدل برای سیستم است(فرمانی، ۱۳۸۸، ۴۵).
پس میتوان نتیجه گیری کرد که در تفکر سیستمی از سیستمهای ایستا صحبتی به میان نمیآید، چون بیشتر تمرکز این تفکر در این روش بر روی پویاییهای سیستم است. در تفکر سیستمی در مورد سیستمهایی که حلقه کنترلی بسته (بازخورد) ندارند نیز کمتر صحبت می شود و اصولاً در این روش تحلیل سیستمها، به دنبال حلقه های بسته هستند.
پس منظور از سیستم در تفکر سیستمی، سیستمی است که هم پویا و هم دارای حلقه کنترلی بسته باشد (مینیجیشی[۸۰]، ۲۰۰۰، ۳۲۱).
۲-۴-۳- مزایا و ویژگی های استفاده از رویکرد تفکر سیستمی
توصیفی کلی
تفکر سیستمی با توصیفی کلی آغاز می شود و به سوی موارد جزئی حرکت می کند.
فرآیندهای دینامیکی( پویا)
کارشناس سیستم رفتار سیستم را حاصل فرایندهای متعددی میداند که به طور مستمر در حال تغییر و تحول هستند. فرایندهای دینامیکی سیستم توسط متفکر سیستمی شناسایی می شود (استرمن، ۲۰۰۱، ۸).
حذف عوامل غیر ضروری
کارشناس سیستم، سیستم را به گونه ای تعریف می کند که رفتار آن فقط توسط اجزای داخلی آن تعیین شود (یعنی رفتار سیستم بستگی به عوامل خارج از آن نداشته باشد). کارشناس سیستم کلیه عوامل مهم تاثیرگذار بر رفتار سیستم را شناسایی می کند و از عوامل غیرضروری که سبب پیچیدگی میگردند اجتناب می کند. عواملی که واقعاً خارج از سیستم قرار دارند و تاثیری بر عملکرد سیستم ندارند از بررسیها حذف میشوند (استرمن، ۲۰۰۱، ۸).
روابط علت و معلولی
در رویکرد سیستمی، رابطه علت و معلولی میان اجزای سیستم، باید به طور روشن و صریح تعریف شود.
مثلاً ممکن است مدلی رابطه تعداد افرادی را که در یک روز تابستانی در دریا غرق میشوند با فروش بستنی در همان روز نشان دهد. اما مشخص است که فروش بستنی هیچگاه سبب غرق شدن فردی در دریا نخواهد شد. بنابراین این رابطه نشاندهنده رابطه علت و معلولی نیست بلکه این یک نوع رابطه همبستگی را نشان میدهد.
شناسایی حلقه های بازخورد
تفکر سیستمی به دنبال یک حلقه بسته برای مطالعه کارکرد سیستم است. در دیدگاه تفکر سیستمی پیوند علت و معلولی یک طرفه نیست.
بر پایه این تفکر تغییر در عامل الف سبب تغییراتی در عامل ب ( و شاید تغییراتی در عوامل دیگر) خواهد شد که در نهایت ممکن است بار دیگر سبب تغییراتی در عامل الف گردد و به این ترتیب حلقه بازخورد تشکیل می شود. شناسایی این حلقههای علت و معلولی از مهمترین کارهایی است که تفکر سیستمی به آن می پردازد.
شناسایی عوامل کنترل، موازنهها و فرایندهای مهارنشدنی بالقوه سیستم
سیستمها دارای فرایندهای رقیب و حلقههای بازخوردی هستند که میل به “رقابت” دارند؛ (مانند فرایندهای زاد و ولد و مرگ و میر) که سبب می شود در نهایت سیستم تحت شرایطی به پایداری برسد.
سیستمها همچنین دارای فرایندهای “مهار نشدنی” هستند. رویکرد سیستمی، این فرایندهای رقابتی یا مهار نشدنی را شناسایی می کند. با درک این فرایندها، چگونگی کارکرد یا تاثیر آنها در سیستم بررسی می شود (مینیجیشی، ۲۰۰۰، ۳۲۱)
اصل تضاد
این یک اصل سیستمی است که اگر هر جزء سیستم را بطور جداگانه به گونه ای ساخته شود که به کاراترین حد ممکن عمل کند، سیستم به عنوان یک کل، به موثرترین حد ممکن عمل نخواهد کرد. به عبارت دیگر، اجزاء سیستم را باید بگونهای طراحی کرد که با یکدیگر هماهنگ بوده و به صورتی موثر و کارا در ارتباط با هم عمل کنند.
اگر از بین خودروهای سواری موجود( انواع مدل ها و مارک ها) برای هر یک از اجزاء مورد نیاز ماشین، بهترین آن جزء در بین کل ماشینها را انتخاب و سپس این بهترینها را مونتاژ کرد، آیا ماشینی که بدست می آید، بهترین ماشین ممکن است؟ البته خیر! حتی این اتومبیل حرکت هم نمیکند. زیرا اجزاء انتخابی به خوبی در کنار هم قرار نمیگیرند و حتی اگر هم کنار هم قرار گیرند، با هم خوب کار نمیکنند. عملکرد یک سیستم بیشتر بستگی به چگونگی تعامل بین اجزاء آن دارد تا به چگونگی عملکرد مستقل آنها از یکدیگر (استرمن، ۲۰۰۱، ۶).
۲-۴-۴- مفهوم شبیه سازی
بر خلاف بسیاری از علوم فنی که میتوانند برحسب رشتهای که منشاء آنها است ردهبندی شوند (مانند فیزیک یا شیمی)، شبیهسازی در تمام رشتهها قابل استفاده است. انگیزه اصلی شبیهسازی ریشه در برنامه های فضایی دارد، اما حتی یک بررسی غیر رسمی نوشته های مربوط به شبیهسازی، می تواند زمینه وسیع کاربردهای فعلی آن را نشان دهد. به عنوان مثال رابرت شانون در کتاب خود (علم و هنر شبیهسازی سیستمها) از کتابهایی که در رابطه با کاربرد شبیهسازی در موارد زیر نوشته شده اند نام میبرد. این موارد عبارتند از بازرگانی، اقتصاد، بازاریابی، تعلیم و تربیت، سیاست، علوم اجتماعی، علوم رفتاری، روابط بین الملل، ترابری، نیروی انسانی، اجرای قوانین، مطالعات شهری و سیستمهای جهانی. بعلاوه تعداد بیشمار مقالات فنی، گزارشها و رسالههای دوره دکترا و کارشناسی ارشد، تقریباً در همه زمینه های اجتماعی، اقتصادی، فنی و انسانی، گواه بر تاثیر و رشد گسترده استفاده از شبیهسازی در تمام جنبه های زندگی دارد (استرمن، ۱۳۸۶، ۶۵).
از شبیهسازی تعاریف زیادی ارائه شده است اما جامعترین و کاملترین تعریف را شانون(۱۹۷۵) ارائه داده است. شانون شبیهسازی را چنین تعریف می کند “شبیهسازی عبارت از فرایند طراحی مدلی از سیستم واقعی و انجام آزمایشهایی با این مدل است که با هدف پیبردن به رفتار سیستم، یا ارزیابی استراتژیهای گوناگون (در محدودهای که به وسیله معیار و یا مجموعه ای از معیارها اعمال شده است) برای عملیات سیستم، صورت می گیرد.” بنابراین در مییابیم که فرایند شبیهسازی، هم شامل ساختن مدل و هم شامل استفاده تحلیلی از آن برای مطالعه یک مسئله است. در تعریف فوق سیستم واقعی به معنای سیستمی که وجود دارد یا قابلیت ایجاد شدن را دارد، به کار رفته است(استرمن، ۱۳۸۶، ۶۵)
۲-۴-۴-۱- انواع شبیه سازی
فرمهای محتلفی از شبیهسازی وجود دارد که در اینجا برخی از آنها اشاره می شود (بنکس[۸۱]، ۲۰۰۲، ۳۸).
۱- شبیهسازی همانی: مدلها از نظر شباهت به سیستم واقعی، در یک حوزه وسیع قرار دارند. در منتهیالیه این حوزه می توان خود سیستم را بعنوان مدل آن در نظر گرفت و رفتار آن را بررسی نمود. این روش را شبیهسازی همانی نامند. به عبارت دیگر این روش همان آزمایش مستقیم روی سیستم است که گرچه ساده به نظر میرسد و در صورت یافتن پاسخی برای مسئله مورد نظر، صد در صد قابل استفاده و مفید است ولی دارای معایب زیادی هم میباشد.
۲- شبیهسازی نیمههمانی: همانطور که از نام این روش بر می آید، در مطالعه سیستم سعی میگردد تا آنجا که امکان دارد از اشیاء و قوانین واقعی سیستم استفاده گردد تنها اشیاء یا مراحلی از سیستم واقعی که باعث غیر ممکن شدن شبیهسازی همانی است، مدلسازی میگردد. به عبارت دیگر بخشی از مدل سیستم، واقعی و بخش دیگر غیر واقعی یا شبیهسازی شده است. به عنوان مثال مانورهای نظامی که در آن سربازان، افسران و سلاحها واقعی بوده ولی خرابی یا کشتاری صورت نمیگیرد و محل عمل، محل واقعی حمله یا دفاع نمی باشد. هرچند این روش عملیتر از شبیهسازی همانی است ولی معایب آن را دارد.
۳- شبیهسازی آزمایشگاهی: در این روش بعضی از نماها و اشیاء سیستم واقعی بوسیله امکانات آزمایشگاهی ساخته شده و بعضی نماها و روابط دیگر به وسیله سمبل ها جایگزین میگردند.
۴- شبیهسازی کامپیوتری: در شبیهسازی کامپیوتری، مدلی که از سیستم تحت بررسی ساخته می شود یک برنامه کامپیوتری است؛ یعنی کلیه اشیاء و نماهای سیستم به ساختارهای برنامهای و رفتار آنها به متغیرها و توابع ریاضی تبدیل میگردد. قوانین و روابط حاکم بر سیستم و ارتباطشان با یکدیگر در برنامه در نظر گرفته می شود. شبیهسازی کامپیوتری به علت عملی بودن و دارا بودن امتیازهای خاص خود برای بررسی و مطالعه اغلب سیستمها از قبیل حمل و نقل، بیمارستان، سیستمهای صنعتی، تولیدی، ترافیک، انبار و غیره بکار میرود. منظور از شبیهسازی در این مطالعه نیز شبیهسازی کامپیوتری است.
۲-۴-۴-۲- انواع مدلهای شبیهسازی
مدلهای شبیهسازی از جنبه های مختلفی تقسیم بندی میشوند که در ادامه به برخی از آنها اشاره میگردد. مدل شبیهسازی را میتوان از منظر قطعیت وقوع به دو دسته تقسیم نمود: (بنکس، ۲۰۰۲، ۳۸).
۱- مدل یقینی[۸۲]: با داشتن آرگومان، مدل کاملاً معین است، به عبارتی مدل در هر لحظه از زمان وضعیتی کاملاً مشخص دارد. در این مدل یک مجموعه ورودی مشخص یک مجموعه خروجی مشخص را در اختیار میگذارد.
۲- مدل تصادفی[۸۳]: وضعیت مدل در هر لحظه از زمان معین نیست بلکه در هر لحظه معین وضعیت مدل با بهره گرفتن از یک تابع توزیع احتمال، مشخص میگردد. در صورتی که ورودی تصادفی باشد، خروجی سیستم نیز تصادفی خواهد بود.
همچنین هر کدام از حالتهای فوق از منظر تغییرپذیری با زمان به دو دسته تقسیم می شود:
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1400-09-24] [ 10:37:00 ب.ظ ]
|