دینامیک سیستم

تحلیل دینامیک سیستم رویکردی است برای فهم رفتار غیر خطی سیستم‌های پیچیده به کمک مفاهیمی نظیر متغیرهای جریان و حالت، حلقه‌های داخلی بازخور (فیدبک) و تاخیرات زمانی است. این دانش به ما روش و تکنیکی ریاضی برای چهارچوب بندی کردن، فهمیدن و بحث کردن درباره مباحث و مشکلات پیچیده می‌دهد.

این دانش در دهه 50 میلادی توسط جی دبلیو فارستر (Jay W. Forrester) ابداع گردید تا به مدیران شرکت‌ها کمک کند فرآیندهای صنعتی را بهتر بشناسند. با این حال تا به امروز دینامیک سیستم برای طراحی و تحلیل سیاست‌ها در بخش‌های دولتی و خصوصی مورد استفاده قرار گرفته است.

رابط کاربری گرافیکی برای این دانش حوالی 1990 بوجود آمد و بخاطر راحتی کارکرد که به مرور پیدا کرد به طور گسترده در بررسی انواع سیستم‌ها مورد استفاده قرار گرفت. مدل‌های که با تحلیل دینامیک سیستم‌ ساخته می‌شوند با تغییر متغیرها در بازه‌های کوچک زمانی، حلقه‌های بازخور مثبت و منفی و همچنین تاخیرات زمانی که همگی ساختار تعاملات اجزاء سیستم را تشکیل می‌دهند، قابلیت حل مسائل با عوامل تاثیرگذارهمزمان را فراهم می‌آورند.

شاید بتوان گفت بهترین مدل دینامیک سیستمی که تا کنون طراحی شده مدل “محدودیت‌های رشد (Limits to Growth)” در سال 1972 باشد. این مدل تحت سناریوهای مختلفی، پیش‌بینی کرده بود که رشد نمایی باعث سقوط اقتصاد در قرن 21 خواهد شد.

دینامیک سیستم‌های در واقع جنبه‌ای از تئوری سیستم‌ها است که تلاشش کمک به عنوان روشی برای فهمیدن هرچه بیشتر رفتار دینامیکی سیستم‌های پیچیده است. پایه این روش بر این موضوع استوار است که ساختار هر سیستمی (که شامل حلقه‌های علت و معلولی دایره‌ای، بسیار در هم پیچیده و بعضا دارای تاخیرات زمانی است) معمولا اگر اهمیتش به اندازه تک تک اعضا نباشد، کمتر نیز نیست. مثال‌های از این دست تئوری اشوب و دینامیک‌های اجتماعی هستند. همچنین گفته می‌شود از آنجایی که بسیاری مواقع ویژگی‌های سیستم به صورت یک کل در هر یک از اجزا به تنهایی یافت نمی‌شود، به همین خاطر نمی‌توان رفتار کل سیستم را با شناخت رفتار جز جز آن شناخت.

تفاوت عمده دینامیک‌های سیستم نسبت به تفکر سیستمی دید کمی آن به مسائل است که از شناخت کیفی ساختار سیستم‌ها فراتر رفته و به دنبال فرموله کردن روابط بین اجزا می‌باشد. با توجه به ناتوانی‌های انسان به صورت مستقل در شناخت و پیش‌بینی رفتار سیستم‌های پیچیده، با ساخت مدل‌های دینامیکی در کامپیوترها و به کمک نرم‌افزارهای این حوزه، معادلات بسیار پیچیده حاکم در زمان بسیار اندکی حل شده و نتایج به صورت نمودارهایی از رفتار سیستم در طی زمان و تحت سناریوهای متفاوت، نشان داده می‌شود.

نرم‌افزار تحلیل دینامیک سیستم

شاید به همین علت است که چنین مدل‌هایی را به شبیه‌ساز مدیریت نیز نام می‌برند. همانند شبیه‌سازهای پرواز که پیش از پرواز واقعی خلبانان در آموزش می‌بینند، به کمک مدلسازی در کامپیوتر نیز مدیران می‌توانند نتایج تصمیمات خود را در عملکرد سازمان خود مشاهده کنند. بدین صورت یک مدیر به این بصیرت می‌رسد که ورای شرایط حاکم بر سازمان خود را دیده و دلیل بسیاری از ناکامی‌های حاصل از سیاست‌ها و اقداماتی که تصور می‌کرده به نفع سازمانش است را، مشاهده کند.

لازم به ذکر است در مدلسازی انسان و کامپیوتر در مقابل یکدیگر قرار نمی‌گیرند و در واقع در کنارهم و مکمل یگدیگر هستند. مدل و معادلات اولیه توسط انسان طراحی می‌شود. که خود نیازمند درک عمیقی از سیستم‌ها و مهارت بالا در یافتن متغیرهای موثر و دخیل در مسئله و قرار دادن آن‌های در دامنه سیستم به همراه روابط علت و معلولی بین آن‌ها و به دنبال آن رسم دیاگرام‌های علت و معلولی می‌باشد. اما از جایی به بعد و هنگام حل معادلات و رسم نمودارها دیگر ذهن انسان توانایی نداشته و آن‌جاست که کامپیوتر به کمک می‌آید.

در این قسمت تلاش می‌کنیم ضمن بیان مفاهیم موجود در دانش دینامیک سیستم، رفته رفته مدلسازی ریاضی را آموخته و با آوردن مثال‌های متعدد با نحوه کمک گرفتن از این دانش در حل مسائل سیستم‌های پیچیده اجتماعی و اقتصادی آشنا شویم.

مطالب این قسمت:

  1. نمودارهای علت و معلولی: سیستم بر روی کاغذ
  2. علیت در مقابل همبستگی: بستنی عامل ارتکاب قتل
  3. تعیین قطبیت رابطه: بازخورهای مثبت و منفی
  4.  نامگذاری حلقه های علیت: جلوگیری از جنگ سازمانی
  5. نامگذاری متغیرهای نمودار علیت
  6. تاخیر در سیستم: بنزین با قیمت بالا یا پایین؟!
  7. دینامیک‌های سیستم و آموزگاران مدارس
    1. آموزش دانش‌آموز محور
    2. طبیعت سیستم‌ها
    3. اشتباهات سیستمی
    4. مدل‌ها در همه جا
    5. مدل‌های کامپیوتری
    6. منابع اطلاعاتی و فراگیری مدل‌ها
    7. ساختارهای عمومی و معادلات دیفرانسیل
    8. مرور مقاله آموزش دینامیک‌ها سیستم در مدارس – جی فارستر
  8. معرفی دوره خودآموز دینامیک‌های سیستم: دانشگاه MIT
  9. شبیه ساز پرواز مدیریتی
  10. مدل کردن متغیرهای نرم
  11. از ابزارهای حسابداری تا مدل های دینامیک سیستم
  12. چه زمانی شبیه سازی دینامیک سیستم انجام دهیم؟
  13. از عوامل کلیدی موفقیت تا حلقه های کلیدی موفقیت
  14. از حلقه های علت و معلولی تا مدل کامپیوتری سیستم – 1
  15. از نمودار علت و معلولی تا مدل های کامپیوتری سیستم – 2

منابع:

Sterman, J. D. (2000). Business Dynamics: Systems Thinking and Modeling for a Complex World. Boston: Mc Graw Hill

Morecroft, J. D. (2015). Strategic Modeling and Business Dynamics : A Feedback Systemm Approach. West Sussex: Wiley