تحلیل سیستم‌ها نمودارهای علّی ـ حلقوی به نام خدا تحلیل سیستم‌ها نمودارهای علّی ـ حلقوی علی سیبویه Email: Alisibevei@gmail.com

نمودارهای علی ـ حلقوی ما ساختارها را شکل می‌دهیم و سپس این ساختارها هستند که (رفتارهای) ما را شکل می‌دهند. وینستون چرچیل

یکی از ابزارهای پایه برای تفکر سیستمی و پویایی شناسی سیستم‌ها نمودارهای علی ـ حلقوی یکی از ابزارهای پایه برای تفکر سیستمی و پویایی شناسی سیستم‌ها به کمک این نمودارها می‌توان: مدل‌های ذهنی افراد یا گروه‌ها را درک و استنباط نمود بازخوردهای مهم مسئله را مورد بررسی قرار داد.

افزایش در متغیر علت لزوما به‌معنای افزایش معلول در واقعیت نیست نمودارهای علّی ـ حلقوی یک نمودار علّی از تعدادی متغیر تشکیل شده که به‌وسیله پیکان‌هایی که نشان‌دهنده تأثیرهای علّی بین متغیرها هستند به‌هم متصل شده‌اند. متغیرها به‌وسیله روابط علی که به‌صورت پیکان نمایش داده می‌شوند به‌هم متصل شده‌اند. قطبیت روابط، رفتار متغیرها را توضیح نمی‌دهند، بلکه ساختار سیستم را تشریح می‌کنند. افزایش در متغیر علت لزوما به‌معنای افزایش معلول در واقعیت نیست S O S و O کاملا درست نمی‌باشند چون در واقع همیشه هم جهتی وجود ندارد، فقط در صورتی که هیچ متغیر دیگری تاثیر نگذارد آن وضعیت درست است، بنابراین همان جمله .... در غیر این‌صورت ... نرخ تولد= نرخ نسبی تولد*جمعیت

نمودارهای علی ـ حلقوی

علامت‌گذاری قطبیت روابط همیشه از علامت‌گذاریِ قطبیتِ همه روابط نمودار خود اطمینان حاصل کنید. حلقه‌های بازخوردی مثبت که حلقه‌های تقویت‌کننده نیز نامیده می‌شوند با علامت + یا R مشخص می‌شوند. حلقه‌های منفی که گاهی حلقه‌های متعادل‌کننده نیز نامیده می‌شوند با علامت – یا B‌ نشان داده می‌شوند.

تعیین قطبیت حلقه‌های دو روش برای مشخص کردن قطبیت حلقه‌ها وجود دارد: روش سریع: تعداد روابط منفی را بشمارید اگر تعداد روابط منفی زوج باشد، حلقه مثبت است و اگر تعداد فرد باشد، حلقه منفی است. اما امکان اشتباه در شمارش وجود دارد. روش درست: آثار یک تغییر را در طول حلقه ردیابی کنید.

ریاضیات قطبیت حلقه‌ها یک حلقه بازخوردی دلخواه را درنظر بگیرید که شامل n متغیر علامت حلقه برابر است با: SGN(δx1o /δx1i )= SGN[(δx1o /δxn )(δxn /δxn-1 ) (δxn-1 /δxn-2 ) ……..(δx2 /δx1i )] SGN(δx1o /δx1i )= SGN[(δx1o /δx4 )(δx4 /δx3 ) (δx3 /δx2 )(δx2 /δx1i )]

همبستگی یا شبیه‌سازی مدل پویایی‌شناسی سیستم‌ها باید ساختار واقعی سیستم را طوری تقلید کند که رفتار آن دقیقاً مثل رفتار سیستم واقعی باشد. رفتار، تنها به‌معنی تکرار تجربیات گذشته نیست، بلکه جواب دادن به شرایط و سیاست‌های کاملاً جدیدی است که به سیستم اعمال می‌شود. همبستگی بین متغیرها رفتار گذشته‌ی سیستم را بازگو می‌کند، ساختار سیستم را نشان نمی‌دهد. رابطه میزان فروش بستنی و نرخ قتل در تابستان

همبستگی یا شبیه‌سازی آیا ویتامین ث می‌تواند سرماخوردگی را درمان کند؟ آیا توسعه‌ی اقتصادی به کاهش نرخ زاد و ولد منجر می‌شود؟ آیا شرکت‌هایی که برنامه‌های بهبود کیفیت دارند سود سهامدارانشان افزایش می‌یابد؟ آزمون‌های کنترل‌شده، آزمون‌های تصادفی و مکرر، نمونه‌برداری‌های بزرگ، مطالعات دنباله‌دار و بلندمدت، استنباط آماری و . . . لزوماً درجه همبستگی بالا کافی نیست.

تأخیر تأخیرهای زمانی در ایجاد پویایی‌ها تأثیر مهمی دارند. تأخیرها غالباً باعث اختلاف در نتیجه سیاست‌های کوتاه‌مدت و بلندمدت می‌‌شوند. زمانی که قیمت کالایی اضافه می‌شود، عرضه افزایش می‌یابد، اما با تأخیر قابل توجه در واقع این تاخیر ناشی از تاخیری است که در افزایش ظرفیت‌های تولید و ورود شرکت‌های عرضه‌کننده جدید به بازار وجود دارد.

مثال:تقاضای بنزین واکنش فروش بنزین به افزایش قیمت، با تأخیر طولانی صورت می‌گیرد. در مجموع، تأخیر زمانی کلیِ رابطه‌ی بین قیمت و تقاضای بنزین، بیش از یک دهه است.

نام متغیرها نام متغیرها باید اسم یا عبارت اسمی باشد. نام متغیرها باید حس شفافی از جهت کاهش یا افزایش را در بر داشته باشد.

نام متغیرها نام متغیرها باید به‌طور طبیعی معنای مثبتی داشته باشند. از استفاده‌ی نام‌هایی که پیشوندهای منفی دارند خودداری شود.

نکاتی در مورد چیدمان نمودارهای علّی ـ حلقوی از خطوط منحنی برای نشان‌دادن بازخوردهای اطلاعاتی استفاده کنید. نمودارهای خود را طوری ترسیم کنید که حلقه‌های مهم به‌صورت دایروی یا بیضوی دیده‌شوند. نمودار را طوری تنظیم کنید تا کمترین برخورد بین خطوط باشد. در نمودارهای علّی متغیرهای خود را با شکل‌های دایره، شش‌ضلعی و امثالهم آن محاط نکنید. (البته در ساختارهای حالت و جریان استثناء وجود دارد) حلقه‌ها را نام‌گذاری کنید. تمام حلقه‌ها را در یک نمودار بزرگ جا ندهید. (عجب! چقدر کار روی نمودار انجام شده است)

مناسب‌ترین سطح جزئیات را انتخاب کنید نمودارهای علّی ـ حلقوی، برای نشان‌دادن ساختار بازخوردی اصلی فرضیه‌ی پویایی شما طراحی شده‌اند. بنابراین: نه با جزئیات زیاد مخاطب را گیج کنید نه آن‌قدر متغیرهای واسطه کم باشند که فرد در تحلیل نمودار دچار تردید و ابهام شود.

توسعه‌ی نمودارهای علّی از داده‌های به‌دست‌آمده از مصاحبه بیشتر داده‌هایی که مدل‌ساز برای ایجاد فرضیه‌ی پویا به‌کار می‌گیرد، حاصل مصاحبه‌ها و گفتگوها با افراد حاضر در سازمان‌هاست و معمولاً نظرسنجی‌ها داده‌های مفیدی را برای استفاده در مدل‌سازی پویاشناسی سیستم‌ها به‌دست نمی‌آورند. (مصاحبه‌های نیمه‌ساخت‌یافته) مصاحبه‌ها تقریباً هیچ‌گاه به‌تنهایی کافی نیستند، باید از تمامی منابع کمی و کیفی استفاده نمود و مدل‌ساز باید داده‌ها را تا جایی که امکان داشته باشد از منابع مختلف به‌دست آورد و با کنار هم قراردادن آن‌ها دید مناسبی نسبت به ساختار وضعیت مسئله و . . . پیدا کند. (تمامی نقش‌آفرینان داخل سازمانی و خارج سازمانی بررسی شوند.) پس از مصاحبه برای ایجاد ساختار علّی سیستم، اسامی متغیرها را طوری انتخاب کنید که مشابه کلمات و اصطلاحات مورد استفاده مصاحبه‌شونده باشد و در عین‌ حال از قواعد آن پیروی کند (عبارات اسمی و . . .) روابط علی باید در قالب یک پاراگراف در متن توضیح داده شوند.

توسعه‌ی نمودارهای علّی از داده‌های به‌دست‌آمده از مصاحبه می‌توان باتوجه به مصاحبه‌های افراد، حلقه‌های علّی را ترسیم کرد، اما نباید رابطه‌ای را از پیش خودتان اضافه کنید. (مدل ذهنی فرد یا وضعیت مسئله!) البته نشان دادن نمودارهای پیش‌نویس به فرد مصاحبه‌شونده جهت بهبود آن‌ها امکان‌پذیر است. سهم بازار ما در حال کاهش بود. درنتیجه رئیس بخش بازاریابی را اخراج کرده و از یک همکار دیگر کمک گرفتیم. به‌کار گرفتن یک رئیس یا همکار جدید به تبلیغات بهتر و افزایش سهم بازار منجر خواهد شد. اگر هدف از مصاحبه ترسیم مدل ذهنی فرد است، نباید رابطه‌ای اضافه شود، اما اگر هدف از مصاحبه ایجاد مدل مناسبی از وضعیت مسئله است، می‌توان مدل را با استفاده از منابع اطلاعاتی دیگر از قبیل تجربه‌ و مشاهدات شخصی ، اطلاعات بایگانی و . . . کامل کرده و روابط را اضافه نمود. برخی از روابط نشان‌دهنده مسائل بدیهی و فیزیکی سیستم هستند.

مطالعه‌ی موردی: مدیریت برنامه کاری: تعریف مسئله باید برنامه کلاس‌ها و تکالیف را با فعالیت‌های بیرون از دانشگاه، زندگی شخصی و خوابتان تنظیم شود. در طول ترم باید سر کلاس حاضر شوید. درس‌هایتان را مطالعه کنید و تکالیف مشخص‌شده را در زمان مقرر، تحویل دهید. اگر نمره‌ها کمتر از میزان مورد انتظار باشد، احتمالاً تلاش بیشتر می‌شود و هنگام خستگی و تحلیل رفتن انرژی وقت بیشتری برای استراحت و خواب تخصیص می‌یابد.

مطالعه‌ی موردی: مدیریت برنامه کاری: تعریف مسئله می‌توان از دو سیاست استفاده کرد: استراتژی مورچه‌ای: هرگز کاری را که امروز می‌توان انجام داد به فردا واگذار نکنید. نمرات مورچه به‌طور پیوسته در طول ترم بهبود می‌یابد. استراتژی ملخی: هیچ وقت کاری را که فردا قابل انجام است، امروز انجام ندهید. نمرات ملخ به‌طور پیوسته در طول ترم کاهش می‌یابد.

تعیین متغیرهای کلیدی نرخ تخصیص: سرعت استاد در تخصیص تکالیف در طول ترم (تکلیف بر هفته) نرخ اتمام کار: سرعت اتمام تکالیف (تکالیف بر هفته) انباشت تکالیف: تعداد تکالیفی که تخصیص یافته اما هنوز به پایان نرسیده است. (تکلیف) نمرات: نمرات کسب‌شده برای تکالیف تحویل‌شده (مقیاس صفر تا صد) ساعات کار هفتگی: تعداد ساعات صرف‌شده برای فعالیت‌های دانشگاهی، شامل: کلاس‌ها، مطالعات، تکالیف، منزل، پروژه‌ها و غیره (ساعت بر هفته) سطح انرژی: میزان استراحت و آمادگی دانشجو (مثلاً بین صفر تا صد)

رفتار مورچه‌ای

رفتار ملخی

توسعه نمودارهای علّی مسئله بهره‌وری: تکالیف تکمیل‌شده بر ساعت نرخ تکلیف برون‌زا فرض شده است. فشار کاری: ساعات کاری و تلاش تخصیص‌یافته برای انجام تکالیف است. منظور از تقویم زمانی همان زمان فعلی است که زمان باقی‌مانده از اختلاف تاریخ تحویل از تقویم زمانی به‌دست می‌آید.

توسعه نمودارهای علّی مسئله هریک از بازخوردهای منفی آثار جانبی خود را دارند. (حلقه کار سنگین) اگر حلقه R1 بر حلقه B1 غلبه کند، افزایش ساعات کار هفتگی در حقیقت موجب کاهش نرخ اتمام کار خواهد شد.

توسعه نمودارهای علّی مسئله کاهش تلاش اختصاص‌یافته برای اتمام هر تکلیف نیز عوارض جانبی خود را دارد (حلقه B3). این حلقه حتی در زمان افزایش فشار از کاهش بیش از حد کیفیت و تلاش جلوگیری می‌کند. اما افزایش ساعات صرف شده روی هر تکلیف، باعث ایجاد حلقه مثبت (R2) می‌شود. حلقه R2 سبب خستگی فرد و کاهش نمره می‌شود. خستگی به ملخ‌ها اجازه نمی‌دهد که متوجه اشتباهات خود شوند.

توسعه نمودارهای علّی مسئله ممکن است به‌دلیل سبک‌تر شدن فشار کاری ساعات کار هفتگی کاهش یافته و تلاش تخصیص‌یافته به هر تکلیف افزایش یابد. که هردوی آن‌ها باعث می‌شوند که نرخ اتمام کار کاهش و فشار کاری دوباره افزایش یابد. در واقع انتقال فشار صورت می‌گیرد. قانون پارکینسون (1957): کارها برای پرکردن زمان موجود، کش می‌آیند.

تشریح مقاومت در برابر سیاست: تراکم ترافیک آیا افزایش بزرگراه‌ها و جاده‌های جدید ترافیک را کاهش می‌دهند؟

مقدمه سال 1995 نزدیک به 200 میلیون خودرو ثبت‌شده در آمریکا وجود داشت. سال 1990 حدود 100 میلیون نفر، یعنی نزدیک به 87 درصد از شاغلان با خودروهای موتوری به سر کار خود می‌رفتند و 85 درصد از آن‌ها تک‌سرنشین بودند از سال 1970 تعداد خودروهای ثبت‌شده 70 درصد و مسافت طی‌شده سالیانه 90 درصد رشد داشته‌اند که بسیار سریع‌تر از نرخ رشد جمعیت و تعداد خانوارها بوده است. دولت تخمین می‌زند که مردم آمریکا سالانه 8 میلیارد ساعت را در ترافیک سپری می‌کنند.

مقدمه

مدل‌های ذهنی برای مسئله ترافیک راه‌حل سنتی برای مسئله ترافیک، توسعه راه‌ها بوده است. ساختن جاده‌های جدید تراکم و تأخیرها معمولاً بهترین نقطه شروع از ساختار فیزیکی سیستم است نه ساختار تصمیم‌گیری آن. بنابراین بهترین نقطه شروع برای مسئله ترافیک خود مبحث ترافیک است. با ثابت بودن تعداد وسایل نقلیه و افزایش جاده‌ها زمان سفر کاهش و با ثابت بودن ظرفیت جاده‌ها و افزایش وسایل نقلیه، زمان سفر افزایش می‌یابد. افزایش ظرفیت بزرگ‌راهها تنها از طریق ساخت جاده‌ای جدید نیست بلکه ممکن است راه‌های فعلی به‌وسیله مثلا تقاطع غیرهم سطح بهبود یابد. زمان سفر: واحد دقیقه به‌ازای هر سفر ظرفیت بزرگ‌راه: واحد خودرو مایل در روز (یک خودرومایل برابر است با یک مایل مسافت طی‌شده با یک خودرو)

مدل‌های ذهنی برای مسئله ترافیک چه عواملی باعث آغاز عملیات عمرانی می‌شوند؟ فشار سیاسی برای توسعه راه‌ها بوجود می‌آید. زمان مطلوب: زمانی است که رانندگان آن را به‌طور میانگین قابل قبول می‌پندارند.

بازخورد به کاهش تراکم ترافیک تاکنون حجم ترافیک یک متغیر برون‌زا درنظر گرفته شده بود. مدل ذهنی بسیاری از سیاستمداران و مسئولین شهری. اگر تنها حلقه قبلی وجود داشت، توسعه‌ی راه‌ها به کاهش ترافیک کمک خوبی می‌کرد. هر سه حلقه، با افزایش جریان ترافیک ساخت جاده‌ای جدید را خنثی می‌کنند. تعداد سفرهای روزانه و میانگین طول سفر ثابت نیست و به سطح تراکم ترافیک ارتباط دارند. حجم ترافیک (خودرو مایل)= تعداد خودرو*میانگین سفر در روز* میانگین طول هر سفر خو

بازخورد به کاهش تراکم ترافیک جمعیت منطقه نیز متغیر برون‌زا نیست و متاثر از سطح دسترسی به مناطق حاشیه‌ای منطقه است. حلقه R1 این امکان را به‌وجود می‌آورد که مردم در مناطق ییلاقی و حومه شهر سکونت گزیده و برای کار به شهرها سفر کنند. خودروها گسترش می‌یابند تا تمامی جاده‌های موجود را پر کنند.

ازدیاد هزینه‌های حمل و نقل چرا وقتی تراکم پیش می‌آید مردم به استفاده از سیستم حمل و نقل عمومی روی نمی‌آورند؟

بازخورد جبرانی: منبع مقاومت در سیستم بازخوردهای تاثیرگذار در ترافیک به‌روشنی نشان می‌دهند که تلاش برای حل مشکل ترافیک با ساخت جاده‌های جدید، امری بیهوده است. ساختار علّی ترافیک نشان می‌دهد که چگونه مقاومت در برابر سیاست‌ در ابعاد وسیع و در یک سیستم پیچیده به‌وجود می‌آید. بازخوردها جبرانی به‌این خاطر ایجاد می‌شوند که بازیگران دیگری با اهداف مشخصی به تغییر حالت‌ها در سیستم واکنش نشان می‌دهند. اکثر سیاست‌های که در پیش می‌گیریم به دنبال حل علائم مشکل هستند و نه حل مشکلی ریشه‌های آن.