آشنايی با تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

آشنايی با تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

پویایی ‌شناسی سیستمی

فصل 2- آشنايی با تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

2-1-    آشنايي با تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

2-1-1- مراحل مختلف نظري تدوين مدل و فرايند مدل‌سازي پویایی ‌شناسی سیستمی

2-1-2- نمودار علّي ـ معلولی مدل‌های ساده تک حلقوی و مدل‌هاي چند حلقوی

2-1-3- تعريف چند اصطلاح

2-1-4- نحوه نمايش مدل

2-1-4-1-       نمودار علي ـ معلولي

2-1-4-2-       نمودار حالت جريان

2-1-4-3-       نمايش مدل به صورت رياضي

2-1-5- رويکردهاي مختلف تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی به مسأله تخمين پارامتر

2-1-5-1-       مکتب کلاسيک

2-1-5-2-       مکتب تمايل آماري

2-1-6- کاليبراسيون در مدل‌هاي تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

2-1-6-1-       روش‌های ابتکاری کاليبراسيون

2-1-6-2-       بررسي تطابق مدل با رفتار تاريخی در کاليبراسيون با استفاده از آمار‌های موجود

2-1-6-3-       بررسي تطابق مدل با ساختار آن

(فایل بروز شده در تاریخ 1402/7/1)

تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

   آشنايی با تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی در اواسط دهه 1950 توسط فارستر[1]، ارائه شد. فارستر تحصيلات دانشگاهي خود را در زمينه مهندسي برق، در سال 1939 در دانشگاه فوق آغاز کرد. اولين کار تحقيقي وي زير نظر دکتر گوردن براون[2]، در آزمايشگاه مکانيسم فرمان[3] بود. اعضاي اين آزمايشگاه مشغول انجام مطالعاتي در زمينه مکانيسم‌هاي کنترل بازخورد براي تجهيزات ارتش بودند. فارستر در راستاي فعاليت‌هايش در آزمايشگاه مکانيسم فرمان در جنگ جهاني دوم، به مطالعه و تحقيق روي راه‌اندازي سيستم کنترل رادار در خارج از موشک پرداخت.

در انتهاي جنگ جهاني دوم، فارستر به فکر ايجاد شبيه‌سازهاي پرواز موشک براي نيروي دريايي آمريکا افتاد. واضح است که تست و آزمايش تکنولوژي نوظهور در يک محيط کامپيوتري، امکان استفاده بهتر و مفيدتر آن را فراهم مي‌کند. بنابراين در سال 1947، آزمايشگاه کامپيوتري ديجيتال، تحت نظارت فارستر تأسيس و شروع به کار کرد. اولين کار تحقيقاتي اين آزمايشگاه ايجاد يک محيط کامپيوتري به نام “WHIRL WIND” براي آزمون و بررسي سيستم اطلاعاتي جنگ بود (اساس اين پروژه‌ها بر مکانيسم‌هاي کنترل بازخورد استوار بود). بعد از اين پروژه، فارستر مسؤوليت طراحي برنامه‌هاي کامپيوتري براي سيستم دفاع هوايي آمريکا به نام محيط نيمه اتوماتيک زمين SAGE[4] را بر عهده گرفت.

تجربيات فارستر به عنوان مدير پروژه‌هاي آزمايشگاه کامپيوتري ديجيتال، منجر شد تا فارستر به اين جمع‌بندي از مشكلات يک سازمان برسد که مشكلاتي که سر راه پيشرفت سازمان‌ها به وجود مي‌آيد، عمدتاً ناشي از بخش مديريتي سازمان است نه بخش مهندسي سازمان. به نظر فارستر، شناخت و کنترل سيستم‌هاي اجتماعي بسيار مشکل‌تر از درک و کنترل سيستم‌هاي فيزيکي است. بنابراين مشکلات يک سازمان، بيشتر ناشي از بخش مديريتي يک سازمان است.

در سال 1956، فارستر، تدريس در دانشکده تازه تأسيس مديريت دانشگاه MIT را بر عهده گرفت. هدف اوليه وي اين بود تا از تجربيات مهندسي و تحقيقاتي خود براي کشف دلايل موفقيت و يا شکست يک سازمان استفاده کند. تجربيات مهندسي و مديريتي فارستر منجر به ارايه تکنيک تحليل پويايي‌شناسي سيستمي در اواسط دهه 1950 شد. فارستر با استفاده از ساختار بازخورد و مدل کردن دستي ساختار تصميم‌گيري يک کارخانه برق نشان داد که مشکلات اصلي اين سازمان به دليل عدم ثبات تدابير مديريتي سازمان در اشتغال است و مسايل تجاري خارج از سازمان منجر به عدم پيشرفت سازمان نشده‌اند. اين مدل‌سازي دستي، از اولين کارهاي انجام شده در زمينه پويايي‌شناسي سيستمي بود.

تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات، پیشینه تحقیق و مبانی نظری پایان نامه های اقتصاد کلیک کنید .

 https://era.ed.ac.uk

ادامه آشنايی با تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی

در اواخر دهه 1950و اوايل دهه 1960، ‌فارستر به همراه يک گروه تحقيقاتي دانشجويي، مدل‌سازي دستي پویایی ‌شناسی سیستمی را به مرحله مدل‌سازي کامپيوتري ارتقا داد. ريچارد بنت[5] اولين زبان کامپيوتري مدل‌سازي تحليل پويايي‌شناسي سيستمي را تحت عنوان SIMPLE[6]، در بهار 1958 ارايه کرد. در سال 1959، فيليپس فوکس و الکساندر پوق[7]، نسخه اصلاح شدهSIMPLE را تحت عنوان DYNAMO[8] ارايه کردند. اين نرم‌افزار نزديک به سي سال به عنوان زبان استاندارد تحليل پويايي شناسي سيستمي مورد استفاده قرار گرفت.فارستر اولين کتاب کلاسيک خود را در زمينه تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی با عنوان پويايي صنعتي[9] در سال 1951 منتشر کرد.

از پویایی ‌شناسی سیستمی براي شناخت، درک و تجزيه و تحليل رفتار و حرکات اجزاي سيستم استفاده مي‌شود. توانايي اين علم به حدي است که مي‌توان با بهره گيري از آن، مسائل مختلف ساده و پيچده را مدل‌سازي کرد و تغيير ناشي از تعامل متغيرها، رفتارهاي آتي آنها را در دوره‌هاي زماني مختلف مورد بررسي قرار داد. با شناخت مراحل نظري تدوين مدل در پويايي‌شناسي سيستمي و آشنايي با انواع مدل‌ها، بايد مدل‌سازي را در سه مرحله به شرح زير انجام داد:

الف) نمودار علّي ـ معلولي يا حالت ـ جريان.

ب) نمودار‌هاي جريان.

ج) معادلات داينامو (رياضي).

پویایی ‌شناسی سیستمی بر ساختار و رفتار سيستم‌هايي متکي است که از حلقه‌هاي بازخوردي مرتبط تشکيل شده‌اند. نمودار علّي ـ معلولي يا حالت ـ جريان مدل‌سازي پويا شيوه ساده‌اي براي نمايش ساختارهاي حلقوي پيش از تدوين معادلات سيستم است. نمودار‌هاي جريان مشتمل بر متغيرهاي نرخ، سطح، کمکي، و عناصر ثابت و يک سري آزمون‌ها، عمليات و دستورالعملها است که براي شبکه‌اي منسجم از مباحث مديريت، اقتصاد، مالي و صنايع سازماندهي شده است. البته پویایی ‌شناسی سیستمی در ديگر رشته‌ها نيز کاربرد دارد. نمودار‌هاي علّي ـ معلولي به شناسايي حلقه‌هاي اصلي بازخوردي مي‌پردازد و به تمييز بين ماهيت متغيرهاي مرتبط کاري ندارد. نمودار‌هاي علّي ـ معلولي در پویایی ‌شناسی سیستمی دو نقش مهم ايفا مي‌کنند:

1- در طول تدوين مدل، فرضيه‌هاي علّي به صورت ساختار مقدماتي به مدل‌سازي کمک مي‌کند.

2- تصوير ساده‌اي از مدل ارائه مي‌دهند.

تحليل‌گر با بهره‌گيري از اين دو نقش، مي‌تواند در ميان فرضيه‌هاي ساختاري مدل سريعاً ارتباط برقرار کند.

معادلات داينامو، در واقع، نوعي معادله رياضي به حساب مي‌آيند که در طول زمان براي تبيين و پيش بيني متغيرهاي مدل و شناسايي رفتار آنها با يکديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

 کاليبراسيون در مدل‌هاي تحليل پویایی شناسی سیستمی

کاليبراسيون، فرآيند تخمين پارامترهاي مدل به منظور ايجاد تطابق بين رفتار مشاهده شده با رفتار شبيه‌سازي شده است. کاليبراسيون به طور ضمني سعي در مرتبط ساختن ساختار مدل به رفتار مدل دارد.

با اين حال فرآيند کاليبراسيون محدوديت‌هايي نيز دارد؛ کاليبراسيون يک آزمون جزيي محسوب مي‌شود. ساختار سيستماتيک در مدل‌هاي تحلیل پويايی ‌شناسی سيستمی از طريق معادلات و پارامترها نمايش داده مي‌شود.

کاليبراسيون؛ معادلات مدل را به گونه‌اي تعيين مي‌کند که با رفتار داده‌هاي زماني (رفتار مشاهده شده) تطابق داشته باشد. اين احتمال وجود دارد که مجموعه‌اي از مقادير پارامترها امکان تکثير و تکرار رفتار مشاهده شده را از طريق يک سري فرمول‌هاي غير واقعي پيدا کرده و به اين ترتيب منجر به ايجاد رفتار درست براي دلايل نادرست شوند. بنابراين، آزمون کامل رفتاري و ساختاري مدل، بايد شامل ارزيابي تناسب و درستي معادلات مدل نيز باشد.

علاوه بر اين، رد يک فرضيه ديناميکي کار آساني نيست. در صورت وجود تفاوت در خروجي مدل و رفتار سيستم در جهان واقعي، ممکن است مدل‌ساز تمايلي به رد فرضيه‌هاي ديناميکي که زمان و کار زيادي را صرف آن‌ها کرده است، نداشته باشد و در عوض اين اشتباه را به فرضيات ديگري که در طول فرآيند مدل‌سازي / آزمون انجام شده بود (مثلاً، خطاي فرمولاسيون، خطاهاي اندازه‌گيري در داده‌ها و غيره) نسبت دهد. فرآيند حمايت از فرضية اصلي به عنوان نظريه کوئين دوهم[1] ياد مي‌شود.

از آن‌جايي که تمامي پيش‌ فرض‌ها ممکن است غلط باشد، هر نتيجه‌اي که گرفته شود مي‌تواند از لحاظ منطقي غير قابل اعتماد باشد. به منظور اجراي يک آزمون دقيقتر، مدل‌ساز بايد بر اطمينان نسبت به مجموعه‌اي از پيش‌فرض‌ها اصرار ورزيده و سعي نمايد تا در صورت رد فرضيه ديناميکي اين مسأله را به خود بقبولاند.

شواهد تاريخي نشان مي‌دهد که دانشمندان داده‌هايي را که تئوري‌هاي آن‌ها را رد مي‌کند قبول ندارند و آن‌ها را رد مي‌کنند،  زيرا ترجيح مي‌دهند که با نظريه‌هاي ناقص کار کنند تا اصلاً نظريه‌اي در اختيار نداشته باشند. بر طبق اين ديدگاه، اعتبار سنجي نظريه به فرآيند تعيين ميزان اطمينان نظريه گفته مي‌شود. در بخش بعد در مورد روش‌ها و ابزارهاي ابتکاري مورد استفاده در کاليبراسيون و سنجش ميزان اعتبار مدل بحث خواهد شد، البته بايد توجه داشت که از اين روش‌ها بايد متناسب با فرضيات و هدف مدل مورد نظر استفاده کرد [11].

[1] – Quine-Duhen

تحلیل پویایی ‌شناسی سیستمی