دانلود (بخش 4)
Download
Report
Transcript دانلود (بخش 4)
انواع معادالت
انواع معادالت در مدل پوياييهای سيستم
()DYNAMO
: L معادلهی سطح
: N تخصيص يا محاسبهی مقدار آغازين
: R معادلهی نرخ
: A معادلهی كمكي
: C معادلهی ثابت
: T تخصيص مقادير Yدر جدول
: X ادامهی معادله
عبارتند از :
DYNAMO
معادلهي سطح در قالب
: قالب عمومی معادلهی سطح به شكل زير است
LEVEL.K = LEVEL.J + DT * (INFLOW.JK – OUTFLOW.JK)
L
INV.K = INV.J + DT * (OR.JK – SR.JK)
L
رفتارهاي بنيادي
ساختارهاي بازخوري
ً
ابزارهاي متعدد
مدل پوياييهاي سيستم اساسا بر پايه ساختار بازخوري سيستم ميباشد كه به وسيله
ً
نموداري و نيز نمادهاي رياض ي در قالب معادالت براي شبيهسازي نشان داده ميشود .اصوال دو ساختار
بازخوري بنيادي در هر سيستمي وجود دارد:
ساختار بازخوري مثبت
ساختار بازخوري منفي
نوع سوم ساختار بازخوري نيز در اثر تركيب اين دو ساختار و يا بعلت تغيير در قطبيت كه تحت عنوان
«ساختار رشد Sشكل و يا ساختار لجستيك» از آن نام برده ميشود حاصل ميشود.
ساختارهاي بازخوري
ساختارهاي باخوري بنيادي به طور خالصه عبارتند از:
–
–
–
–
–
–
رشد نمائي ـ منبعث از حلقهي بازخوري مثبت
هدفجو ـ منبعث از حلقهي بازخوري منفي
نوساني ـ منبعث از حلقهي بازخوري منفي با تأخير زماني
رشد Sشكل ـ منبعث از تعامل حلقههاي بازخوري مثبت و منفي
رشد Sشكل و Overshootـ منبعث از تعامل حلقههاي بازخوري مثبت و
منفي با تأخير زماني
Overshoot & Collapseـ منبعث از تعامل حلقههاي بازخوري مثبت و
منفي
ساختارهاي بازخوري مثبت
در يك ساختار بازخوري مثبت ،بازخور تغيير را در سيستم تقويت ميكند و بنابراين يك متغير رشد و يا
زوال خود را تقويت ميكند .پديدۀ بازخور مثبت ميتواند توسط عبارات مختلفي چون « اثر گلولۀ برفي »« ،
دواير خبيث » و « دواير شوم» معرفي شود.
بازخور مثبت را ميتوان به راحتي در بسياري از شرايط و رخدادهاي زندگي روزمره مشاهده كرد ،براي
مثال:
رشد پول بر مبناي بهرۀ مركب در بانك
رشد جمعيت جهان ،صنعتي شدن ،اعتياد به مواد مخدر و آلودگي.
در نمودار علت و معلول حلقوي اگر در يك حلقه باز خور تعداد پيوندهاي منفي ،صفر و يا زوج باشد،
آنگاه اين حلقه داراي قطبيت مثبت خواهد بود.
ساختار بازخوري مثبت
ساختارهاي بازخوري مثبت
چنين حلقهي بازخوري داراي ويژگي رفتار نمائي است.
ساختارهاي بازخوري منفي
در يك ساختار بازخوري منفي ،بازخور با تغيير در سيستم مقابله ميكند و بنابراين داراي «رفتار هدايت
شده» و يا «هدفجو» ميباشد.
يك حلقة بازخور منفي هميشه با يك هدف در ارتباط است و در هر سيستمي بعنوان حلقۀ كنت رل عمل
ميكند.
پديدۀ بازخور منفي با عبارات و اصطالحاتي چون « خود ـ حاكمي » «خود ـ تنظيمي» « ،خود ـ تعادلي»« ،
هومئوستاتيك » و يا « انطباقي» تعبير ميشود.
ساختارهاي بازخوري منفي
در انواع سيستمهاي كنتر لشده (بيولوژيكي ،مهندس ي،
ساختارهاي بازخوري منفي رايج را ميتوان
اجتماعي ـ فني ،مديريتي و يا اجتماعي ) مشاهده كرد:
ترموستات كه درجه حرارت را كنترل ميكند.
گاز اتومبيل كه سرعت را در يك سيستم مكانيكي كنترل ميكند.
ِ
تنظيم قند خون
نگهداري و حفظ دماي بدن
سياستهاي مديريتي هدفگرا
رفتار انساني
استهالك تجهيزات سرمايهاي
ساختارهاي بازخوري منفي
نمودار علت و معلول ،تعداد پيوندهاي منفي ،فرد باشد ،آنگاه اين حلقه داراي قطبيت منفي
در يك
اگر
خواهد بود.
متغير مشخص دنبال کنیم ،بازخور منفي،
مقدار يك
در
نظر فيزيكي و با افزايش
اگر اين حلقه را از
متغير را باعث خواهد شد.
مقدار همان
در
كاهش
ساختارهاي بازخوري منفي
+
- +
-
+
رفتار نوساني
ساختار رشد Sشكل
اگر در يك نمودار علت و معلول ،تعداد پيوندهاي منفي ،فرد باشد ،آنگاه اين حلقه در بسياري از مسائل
دنياي واقعي ،رشد به صورت Sشكل است .اين نوع رشد به «رشد لجستيك» نيز معروف است.
اين نوع رشد ،تركيبي از رشد نمايي حاصل از بازخور مثبت و در ادامه رشد بدون نشانه حاصل از بازخور
منفي است.
اين موضوع در نتيجه تغيير در قطبيت حلقه بعد از نقطه عطف و يا به دليل تغيير در چيرگي دو حلقۀ
متعامل ،يكي مثبت و ديگري منفي ،بعد از نقطه عطف ميباشد
ساختار رشد Sشكل
چنين رفتاري در زندگي ،بسيار معمول و رايج است .چند نمونه از زمینه های رشد Sشکل عبارتند از:
توسعۀ فن آوری
ي
منحني يادگير
رشد جمعيت
رشد صنعتي در يك منطقه
شیوع اپيدميها و ...
ساختار رشد Sشكل
–
در دنياي واقعي رشد سيستمها بصورت نامحدود صورت نميگيرد بلكه با گذشت زمان برخي
محدوديتها براي سيستم ايجاد ميشود كه رشد آن را كند ميكند .رايجترين رفتار موجود رفتار Sشكل
است.
–
در اين نوع رفتار ،سيستم ابتدا بصورت نمايي رشد ميكند ولي پس از مدتي رشد سيستم كاهش يافته و
به سمت يك مقدار تعادل حركت ميكند.
ساختار رشد Sشكل
–
–
براي اينكه يك سيستم داراي رفتار Sشكل باشد بايد دو فرض صادق باشد:
–
اوالً حلقه بازخوري منفي نبايد داراي تأخير قابل مالحظهاي باشد.
–
ثانيا ً منبع محدود كننده رشد بايد ثابت باشد.
يكي از جنبههاي كليدي در ساختار Sشكل وجود رابطه غيرخطي بين بازخور مثبت و منفي
است .به اين ترتيب كه در ابتدا بازخور مثبت حلقه غالب در سيستم است ولي پس از مدتي
حلقه غالب به سمت بازخور منفي منتقل ميشود .نقطه عطف منحني نيز جايي است كه اين
انتقال رخ ميدهد.
ساختار رشد Sشكل
)
(
ساختار رشد Sشكل
ساختار رشد Sشكل همراه با Overshoot
–
رفتار رشد Sشكل با Overshootاز تقابل حلقههاي بازخوري مثبت و منفي با تأخير زماني ايجاد
ميشود.
–
رشد Sشكل نياز به بازخوري منفي دارد تا رشد نمائي سيستم را محدود كند .درصورتي كه بازخور
منفي داراي زمان تأخير قابل مالحظهاي باشد ،سيستم ابتدا داراي رشد نمائي است و با فعال شدن
بازخور منفي ،نرخ رشد كاهش مييابد ولي با توجه به اينكه بازخور منفي با تأخير عمل ميكند لذا
ً
مقدار متغير حالت سيستم از حالت تعادل بيشتر شده و سپس با فعال شدن بازخور منفي مجددا
كاهش يافته و حول مقدار تعادل بصورت نوساني رفتار ميكند.
ساختار رشد Sشكل همراه با
Overshoot
Overshot & Collapse
–
رفتار رشد Overshoot & Collapseاز تقابل حلقههاي بازخوري مثبت و منفي ايجاد
ميشود.
–
در رفتار Sشكل فرض دوم ،ثابت بودن سطح منابع محدود كننده رشد بود .در برخي مواقع رشد
سيستم منجر به از بين رفتن منابع و كاهش سطح كل منابع نيز ميشود .بدين ترتيب رشد سيستم
داراي دو تأثير عمده خواهد بود:
–
–
–
ً
اوال سرانه منبع كاهش مييابد.
ً
ثانيا سطح كل منبع كاهش خواهد يافت.
به عنوان مثال رشد جمعيت آهوان در يك منطقهي حفاظت شده ،منجر به از بين رفتن مراتع آن
منطقه خواهد شد.
Overshot & Collapse
تأخيرات
Output
Delay
Input
تأخيرات از ويژگي هاي معمول در مسير هر جريان هستند ،خواه اين جريان ،جريان مواد باشد و يا
اطالعات.
در سيستم به خاطر وجود تأخيرات در نقاط مختلف در كل مسير جريان ،پويايیهاي زيادي ايجاد
ميشود.
از آنجايي كه ما دو نوع زير سيستم داريم يعني زير سيستم هاي فيزيكي (مواد) و اطالعات ،بنابراين دو نوع
تأخير نيز وجود دارد ،تأخير فيزيكي و تأخير اطالعاتي.
تأخير ،نوعی انباشت جريان در مسير جريان به علت وقفۀ زماني است.
تأخيرات
«هموارسازي متغيرها» راه ديگری براي ايجاد تأخير اطالعاتي است.
َ
معموال كنترلهاي سيستم توسط يك متغير نرخ كه در طول زمان تغيير ميكند ،تعيين نميشود بلکه از يك
ميانگين متحرك مربوط به متغير نرخ براي تعيين اثر اين متغير بر ديگر متغيرها استفاده ميشود.
اين ميانگين يك سطح اطالعاتي در سيستم محسوب می شود.
تأخيرات فيزيكي
اين دسته از تأخيرات در مسير جريان های فيزيكي مانند جريان مواد ،نيروي انساني ،پول ،سفا رشات و ...
رخ ميدهد.
مانند :تأخير در تحويل محمولهها ،تأخير در جوابگویی به سفارشات ،تأخير در پاسخگويي به سفارشات،
تأخير مرسوالت پستی ،تأخير ساخت ،تأخير دوران بارداری ،تأخيرات فرآوري و پردازش و . ...
مرتبۀ تأخير بر اساس تعداد متغيرهای سطحي كه جريان به آن سرازير می ش ود ،تعریف ميشود.
تأخيرات فيزيكي
هر تأخير از يك متغير نرخ ورودي ،مجموعهاي از متغرهای سطح و نرخ مياني و نيز يك متغير نرخ خروجي
تشكيل شده است.
تأخيرات اطالعاتي
تاخير در اطالعات ،به مفهوم تصحيح تدريجي باورها و عقايد است.
(تصميمگيري براي سفارش به محض مشاهدهي كمبود ،برداشت شخص ي در مورد يك پديده ،هرگونه تغيير
عقيده و )...
وقفههای زمانی در جریانهای اطالعاتی توسط تأخيرات اطالعاتی نشان داده میشود.
تأخيرات اطالعاتي
با قراردادن یک سری از «هموارسازهای مرتبۀ اول» در کنار هم و در یک رشته ،می توان تأخيرات اطالعاتی از مراتب باالتر
نيز ایجاد کرد.
تأخير در جریان های اطالعاتی بسیار معمول است.
مانند :اطالعات مربوط به فروش که در هر لحظه در اختیار مدیریت ارشد قرار ندارد.
شاخص های مختلف از جمله بهره وری که برای برنامهریزان سازمان بهروز نيست.
هموارسازي اطالعات
ً
تصميماتي كه براساس بازخورهاي اطالعاتي مختلف اتخاذ ميشوند معموال به تغييرات روزانه متغيرها
مقادير متوسط متغيرها در ط ول زمان اتخاذ
وابسته نيستند ،بلکه اين تصميمات اغلب براساس روندها و يا
ِ
ميشوند.
هموارسازي اطالعات باعث ميشود تا تغييرات تصادفي و ناگهاني متغيرها در نظر گرفته نشود.
هموارسازي اطالعات
VAR
STIME
VAR
.
SVAR
SMOOTH
SRATE
SVAR
STIME
توابع
به منظور فرموله كردن و آزمون مدلهاي پوياييهاي سيستم ،توابع مختلف زيادي در مدلسازي پوياييهاي
سيستم بهكار ميروند.
توابع آزمون
اين دسته از توابع براي مطالعه و بررس ي رفتار مدل با انواع مختلف اغتشاشات از قبيل افزايش ناگهاني،
افزايش تدريجي ،نوسانات ،اغتشاشات تصادفي و ...به كار ميروند .بعض ي از متداوال ترین توابع آزمون
عبارتند از:
STEP
RAMP
PULSE
SIN
NOISE
توابع آزمون
آشنايي با نرمافزار شبيهسازي
Vensim PLE
Management Games
منابع و مراجع
تفكر سيستميك، علينقي مشايخي
يادگيري فردي و سازماني، علينقي مشايخي
Sushil, 1993, System Dynamics: A Practical
Approach for Managerial Problems
John D. Sterman, 2000, Business Dynamics