● تاریخچه

سیستم های پویا در اواسط دهه ۱۹۵۰ میلادی توسط آقای جی رایت فورستر ( Jay Wright Forrester ) استاد انستیتوی ماساچوست آمریکا ابداع شد . در همین اوان فورستر با مشکلی در شرکت General Electric ( GE) برخورد نمود . مدیران جنرال الکتریک از موضوع چرخه سه ساله استخدام در کارخانه ایالات کنتاکی در تعجب بودند . استدلالهای بازرگانی و مدیریتی نمی توانست آنها را در باره ناپایداری در استخدام و ماندگاری کارکنان در شرکت قانع کند . مدل ترسیمی آقای فورستر در باره چرخه استخدام و نحوه و ساختار تصمیمگیری در کارخانه با نشان دادن ساختارهای ؛ ورودی ، جریان کار و بازخور ها ، به مدیران جنرال الکتریک نشان داد که مشکل ناپایداری در استخدام و ماندگاری کارکنان ناشی از عوامل بیرونی نیست بلکه علت آن عوامل داخلی در سیستم شرکت جنرال الکتریک است . این نمایشگر و مدل ترسیمی دستی ، آغازگر تفکر ، مطالعه ، مدلسازی ، تهیه برنامه های کامپیوتری و حل و فصل مسائل پیچیده سیستم های پویا گردید. این تفکر و شیوه به تدریج توسط آقای فورستر و سایر اساتید و متفکرین دیگر رشد ، گسترش و کاربرد بیشتری در مطالعه سیستم های مختلف پیدا کرد .

● موضوعات و مسائل پویا

از دیدگاه و نگرش سیستم های پویا موضوعات و مسائل پیچیده و پویا در ظاهر حداقل دو جنبه دارند :

▪ اول ، اینگونه مسائل دارای خاصیت پویائی و ماهیتی مقداری ( Quantitative) دارند و مرتبا در حال تغییرند . نوسان اشتغال در یک صنعت ، رابطه کاهش عوارض و مالیات شهری و کیفیت زندگی شهروندان ، افزایش مستمر هزینه های بهداشت و سلامت جامعه ، افزایش بی رویه هزینه های ساختمان سازی ، رشد نظام های حکومتی ، رشد سلولهای سرطانی ، کاربرد نامناسب و تخریب پارک های ملی ، فشار های روانی از جمله مسائل پویا هستند . مهارت در تعریف مسائل پویا ، اولین قدم در یادگیری تفکر و شیوه سیستم های پویا میباشد .

▪ دومین وجه مسائل و موضوعات سیستم های پویا ، وجود نظریه بازخور ( Feedback ) است . بازخورها در سیستم های ؛ مهندسی ، ساختارهای فنی و سیستم های کنترلی ، در سیستم های بدن انسان ، علوم اجتماعی و جوامع انسانی وجود دارند .

تفکر و شیوه سیستم های پویا در باره مسائل پویایی که دارای حلقه بازخور هستند ، کاربرد دارد . سازمانها ، اقتصاد ، جوامع و در حقیقتت کلیه سیستم هائی که به نوعی با انسان سرو کار دارند و یا حتی سیستم های مکانیکی و الکترونیکی و نظایر آن ، سیستم های با حلقه بازخور به حساب می آیند . بررسی ، مطالعه و مدلسازی آنها ، ابزاری برای درک صحیح رفتار و نتایج عملکرد آنها است .

الگوهای رسمی( Formal Model )

شاید قابل مشاهده ترین جنبه از سیستم های پویا ، مدلهای مقداری کامپیوتری است که از یک سیستم پیچیده تهیه می گردد تا رفتار مدل بررسی شود . منظور از الگو یا مدل ، ارائه و ساده سازی بخش از واقعیت یک سیستم پویا است . مدلی از سیستم پویا که محقق طراحی می کند ، مانند نوعی ابزار آزمایشگاهی است . اینگونه مدلهای به محقق امکان تکرار تجربه ، آزمایش فرضیات یا تغییر خط مشی های مدیریتی را بوجود می آورد . هدف و منظور مدلسازی ، دستیابی به فهم و درک موضوع است ، بنابراین ممکن است مسئله ای که برای آن مدل در نظر گرفته شده در نهایت حل شود یا مشکلاتش تقلیل یابد .

الگوی رسمی نسبت به الگوهای غیر رسمی که اغلب مدلهای ذهنی نیز نامیده می شوند و اکثر تصمیمات انسان بر پایه آنها اتخاذ می گردد ، دو مزیت اساسی دارد :

▪ اول ، الگوهای رسمی ساده تر بوده و قابلیت تبادل بیشتری دارند . یک مدل سیستم پویا ، در برگیرنده فرضیاتی در باره مسئله ای است که قابل تجربه ، نقد و تکرار است ، همچنین قابلیت تبدیل به فرمول و قاعده را دارد ، در حالیکه مدلهای ذهنی حالتی فازی ( Fuzzy) دارند . خاصیت فازی بودن موجب می شود که حد و مرز عوامل موثر کاملا و به صورت دقیق مشخص نباشند ، نتایج حاصل از آن ، مشحون از جزئیات بینشی و منبع معیارها و اندازه های قابل تطبیق باشد . همچین ماهیت فازی بودن مدلهای ذهنی ، وابستگی به موقعیت های متفاوت ، اشکال در فهم ، تبادل و کاربرد را ظاهر می سازد .

▪ دوم ، مدلهای رسمی ، پیچیدگی و بغرنجی را بسادگی ارائه ، شبیه سازی و هدایت به آسانی عملی میگردد . در مدلهای رسمی به سادگی می توان بدون آنکه جزئیات بر هم موثر باشند ، بدون سهو و خطا ، با کمترین انحراف احساسی یا ایجاد فاصله بین برداشت ها ، آزمایش را تکرار کرد و به نتیجه رسید .

مدلهای کامپیوتری به علت این دو خاصیت و نه صرفا بخاطر هوشمند بودن ، بر مدلهای ذهنی ارجحیت دارند و نکته دیگر آنکه این مدلها حالتی گنگ و بی زبان دارند و اثرات جانبی بسیار کمی ایجاد می کنند.

● شبیه سازی مسئله ( Simulation )

قدرت واقعی روش سیستم های پویا ، طراحی مدل شبیه ساز مسئله است . اگر چه امکان اجرای مدل بر صفحه گسترده ( Spread sheet ) هم وجود دارد ، ولی در حال حاضر نرم افزارهای مختلفی امکان اجرا و بهینه نمودن مدل طراحی شده را دارند . مراحل ایجاد یک سیستم شبیه سازی مسئله به شرح زیر است :

▪ تعریف حد و مرزها مسئله

▪ تعیین مهمترین ورودی ها و جریانهائی ( Flows ) که سطح ورودی را تغییر میدهد

▪ تعریف منابع اطلاعاتی که بر جریان ها اثر دارند

▪ تعریف حلقه های ( loop ) بازخور اصلی

▪ ترسیم حلقه های علی ( causal Loop ) که ورودی ها ، جریانها و منابع اطلاعاتی را بهم مرتبط میکند

▪ برآورد عوامل و شرایط اولیه

▪ شبیه سازی مدل و تجزیه و تحلیل نتایج

شبیه سازی در فهم موضوع و نتیجه گیری بهتر از حالت مختلف یک مسئله کمک بسیاری به محقق می کند .

● مشکلات در سیستم های بازخوردی

اگر فرض شود که نظام های انسانی نوعی سیستم بازخوردی هستند آنگاه حل مسئله در اینگونه نظام های پیچیده به فهم و درک روابط بین ساختارهای بازخور و رفتارهای مشاهده شده نظام ، نیاز دارد . معمولا نظام های انسانی در مسائل پیچیده از طریق سیستم های بازخور منفی به مسئله واکنش نشان میدهند . بعضی انواع اینگونه نظام ها می توان به شرح زیر برشمرد :

▪ مسئله / پاسخ اولیه

ـ افزایش جنایت / استخدام پلیس بیشتر

ـ سنگینی ترافیک / ساختن بزرگراههای بیشتر

ـ گسترش محله های فقیر نشین / ساخت خانه های ارزان قیمت

ـ آلودگی هوا توسط خودروها / نصب فیلتر خاص در اگزوز خودروها

ـ افزایش هزینه های تولید انرژی / ثابت کردن قیمت انرژی

برای حل هر یک از مسائل مذکور ممکن است ساده ترین پاسخ های همان مواردی باشد که در بالا ذکر شده است ولی بعلت پیچیدگی اینگونه موضوعات و اثر گذاری حلقه های بازخور منفی در نتایج ، پاسخ ساده و روشن پیش گفته جواب موضوع نبوده و مشکلات دیگری در حین اجرا بوجود می آید که نشان میدهد که بایستی از ابتدا موضوع به صورت کامل و گسترده تر مورد بررسی قرار گیرد .

به طور مثال ؛ برای حل مشکل ترافیک ، اقدام به ساخت بزرگراه در سطح شهر ممکن است بعنوان یک راه حل معقول پیشنهاد گردد ، و بزرگراهها توسعه یابد تا رانندگان بتوانند با ایمنی ، راحتی و سرعت رانندگی کنند ولی با افزایش تعداد خودروها در سطح شهر در طول زمان ، مجددا وضعیت قبلی حکمفرما خواهد شد .

مسائل واقعی اغلب بسیار پیچیده تر از آن هستند که به نظر می آیند و پاسخ ها و رفتارهای عوامل مختلف بسادگی قابل پیش بینی نیست و بررسی موضوع بدون در نظر گرفتن مدل و الگوی مناسب رسمی و بررسی کامل رفتارهای عوامل و سیستم های بازخور مثبت و منفی آن ، تقریبا بسیار مشکل است .

● مراحل بررسی در سیستم های پویا

در تفکر و شیوه حل مسئله سیستم های پویا ، تمرکز بر فرایند های بازخوردی است . از دیدگاه کلی ساختارهای بازخور علت تغییرات در تجربه در طول زمان هستند . فرض منطقی آن است که رفتارهای پویا منتج از ساختار سیستمی است .

محققین سیستم های پویا تکیه بر نقاط و عوامل داخلی از سیستم را ترجیح میدهند و معمولا به علل بیرونی تاکید کمتری می نمایند . برای بررسی یک موضوع پیچیده و پویا مراحل زیر در نظر گرفته می شود :

۱) مشخص و تعریف کردن مسئله

۲) مفهوم سازی سیستم

۳) فرموله کردن مدل

۴) تجزیه و تحلیل رفتار مدل

۵) ارزیابی مدل

۶) تجزیه و تحلیل خط مشی ها

۷) بکار گیری مدل یا اجرای آن

خط مشی های پیشنهادی صرفا براساس نتایج حاصل از مدل ارائه نمی گردد بلکه فهم و درک از سیستم واقعی نیز در این پیشنهاد تاثیر می گذارد .

● نتیجه گیری

در تفکر و شیوه سیستم های پویا ، مراحل تعریف و مفهوم سازی مسئله مراحلی کمتر فنی و تکنیکی نسبت به مراحل بعدی است . بهر حال کارشناسی که در نظر دارد موضوع را بررسی نماید لازم است در کلیه مراحل به صورت فعال اقدام نماید و مدلی را ارائه دهد که بعد از بررسی ، ارزیابی و تجزیه و تحلیل ، حصول نتایج دقیق با احتمال زیاد امکان پذیر گردد .

این شیوه بررسی موضوعات پیچیده مدیریتی ، اجتماعی ، سیاسی و بهداشتی و پزشکی در کشور ما کاربرد چندان متداولی ندارد و در بعضی رشته های کارشناسی ارشد و بالاتر تدریس میشود. به نظر میرسد گسترش بنیانهای فکری و شیوه های اقدام و عمل ، شناخت نرم افزارهای موجود و ابداع نرم افزارهای جدیدتر برای حصول به اهداف خرد و کلان جامعه ، یکی از رسالت های مراکز آموزشی ، محققین و دانشجو پژوهان است تا بدینوسیله برنامه ریزان ، تصمیم گیرندگان مسائل کلان ، مدیران و کارشناسان دستگاههای اجرائی و سازمانهای مسئول بتوانند به نتایج مطلوبتری در کارها وفعالیت های خود نائل آیند تا از انجام کارهائی که با سعی و خطا به نتیجه میرسد ، اجتناب شود .

مطالعات بیشتر: