Συστημική Ανάλυση και Μοντελοποίηση Συστημάτων

Παρουσίαση με θέμα: "Συστημική Ανάλυση και Μοντελοποίηση Συστημάτων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Συστημική Ανάλυση και Μοντελοποίηση Συστημάτων

2 Εισαγωγή Στα περιβάλλοντα υψηλής πολυπλοκότητας (πχ. οργανισμοί), οι αιτίες διαπλέκονται. Δημιουργούν κυκλικούς ενισχυτικούς μηχανισμούς, παρουσιάζουν χρονικές υστερήσεις και δεν μπορούν να συσχετιστούν εύκολα με ευδιάκριτα αποτελέσματα. Απαιτείται μια διαφορετική προσέγγιση που αντιμετωπίζει την πολυπλοκότητα. Η προσέγγιση αυτή είναι η συστημική ανάλυση. Αποτελείται από χρήσιμα εργαλεία διάγνωσης σχεδιασμού και ανάλυσης. Συστημική σκέψη Συστημική δυναμική

3 Συστημική Σκέψη στη Διοικητική Επιστήμη
Η ανθρώπινη σκέψη υστερεί να δημιουργήσει επαρκώς νοητικά μοντέλα. Η μεθοδολογία της Συστημικής Σκέψης (Systems Thinking), παρέχει στον υπεύθυνο λήψης αποφάσεων ένα πανίσχυρο τρόπο γραφικής αναπαράστασης των «νοητικών μοντέλων» προκειμένου να αναπαραστήσει ένα πραγματικό πρόβλημα και να υποστηρίξει τη λήψη αποφάσεων. Ανατροφοδότηση ενός νοητικού συστήματος

4 Συστημική σκέψη για πολύπλοκα προβλήματα
Η Συστημική Σκέψη αποτελείται από χρήσιμα εργαλεία σχεδιασμού και ανάλυσης. Εξετάζει μια επιχείρηση ως σύστημα που αποτελείται από επιμέρους αλληλεπιδρώντα στοιχεία. Στόχος της είναι να ανιχνεύει συμπεριφορές και ιδιότητες που έχουν τα συστήματα όταν τα δει κανείς συνολικά. Επιχειρεί να κατανοήσει τη λειτουργία των μερών όχι απομονωμένα αλλά σε συνάφεια με το «όλον». Με τη συστημική σκέψη, τα αίτια αναζητώνται στη δομή του συστήματος (system structure). Με τη βελτίωση της δομής επιδιώκεται η αντιμετώπιση των προβλημάτων.

5 Η συστημική προσέγγιση βασίζεται στη μελέτη
Βασικές διαφορές μεταξύ της αναλυτικής και της συστημικής προσέγγισης. Αναλυτική προσέγγιση Συστημική προσέγγιση Έμφαση Στα μέρη Στο όλον Περιβάλλον Αγνοείται Εξετάζεται Στόχοι Συντήρηση Αλλαγή, εξέλιξη, μάθηση Κατάσταση Σταθερή Προσαρμόσιμη Ανεξαρτησία Επιμέρους στοιχεία μπορεί να είναι ανεξάρτητα Υπάρχει αλληλοσυσχέτιση μεταξύ των στοιχείων Συμπλοκότητα Μικρή Μεγάλη Τρόπος σκέψης Ανταγωνισμός, Αναζήτησης αιτίας - αιτιατού Επαγωγή, Σύνθεση, Αναζήτηση σκοπού Πρόβλημα Δομημένο, ημι-δομημένο Αδόμητο Η συστημική προσέγγιση βασίζεται στη μελέτη της δομής του συστήματος και της συμπεριφοράς του όσο και των γεγονότων με στόχο να βρίσκει τον τρόπο με τον οποίο αυτά είναι συνυφασμένα.

6 Βασικοί τύποι συμπεριφοράς συστήματος
Για να ξεκινήσει κανείς να εξετάζει τη δομή ενός συστήματος, θα πρέπει να μετατοπιστεί από συγκεκριμένα γεγονότα που σχετίζονται με το πρόβλημα στους τύπους συμπεριφοράς που χαρακτηρίζουν την κατάσταση. Θα πρέπει να διερευνηθεί ο τρόπος με τον οποίο μια ή περισσότερες μεταβλητές αλλάζουν στην πάροδο του χρόνου. Μόλις αναγνωρίσει κανείς ένα τύπο συμπεριφοράς που αποτελεί πρόβλημα, μπορεί να ψάξει για την δομή του συστήματος που προκάλεσε αυτή τη συμπεριφορά.

7 Με την εκθετική ανάπτυξη, μια αρχική ποσότητα αρχίζει να αυξάνεται με συνέπεια την επιτάχυνση του ρυθμού ανάπτυξης. Δύο πιθανές περιπτώσεις: μία όπου η αρχική τιμή της ποσότητας είναι πάνω από το στόχο και μία όπου η αρχική τιμή είναι κάτω από το στόχο. Με τη σιγμοειδή ανάπτυξη, η αρχική εκθετική ανάπτυξη ακολουθείται από συμπεριφορά αναζήτησης στόχου η οποία τελικά οδηγεί στη σταθεροποίηση της μεταβλητής. Με την ταλάντωση/κυματοειδή συμπεριφορά (Σχήμα 8.3δ), η ποσότητα που μας ενδιαφέρει παρουσιάζει διακυμάνσεις γύρω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο. Βασικοί Τύποι Συμπεριφοράς Συστήματος

8 Μοντελοποίηση δομής συστήματος και μηχανισμός ανάδρασης (Feedback)
Οι περιγραφικές φράσεις είναι τα στοιχεία που συνθέτουν το σύστημα, και τα βέλη είναι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των στοιχείων. Για παράδειγμα, η «Παραγωγή» επηρεάζεται άμεσα από το «Εργατικό Δυναμικό» και την «Παραγωγικότητα». Το σχήμα βοηθά στην αναπαράσταση όλων των συσχετίσεων μεταξύ των στοιχείων του συστήματος.

9 Όταν ένα στοιχείο του συστήματος έμμεσα επηρεάζει και τον εαυτό του, οι σχέσεις που αναπτύσσονται δημιουργούν ένα βρόγχο ανάδρασης/ανατροφοδότησης (feedback loop ή causal loop). Μια γραμμική αλυσίδα αιτιών - αποτελεσμάτων που δεν «κλείνει» πίσω στον εαυτό της ονομάζεται ανοιχτός βρόγχος. Μια ανάλυση των αιτίων και των επιπτώσεων που δεν λαμβάνει υπόψη βρόγχους ανάδρασης ονομάζεται ανάλυση ανοιχτού βρόγχου (open loop thinking). Το παρακατω διάγραμμα είναι βρόγχου ανάδρασης όμως έχει επιπρόσθετες πληροφορίες για μια απλή διαδικασία. Αποτελείται από στοιχεία και βέλη που συνδέουν τα στοιχεία μεταξύ τους (και ονομάζονται αιτιώδεις σχέσεις) . Περιλαμβάνουν επιπλέον ένα πρόσημο (είτε + ή -) σε κάθε σύνδεσμο.

10 Ερμηνεία Προσήμων Η σχέση αιτίου - αποτελέσματος από ένα στοιχείο Α σε ένα άλλο στοιχείο Β είναι θετική (δηλαδή, συμβολίζεται με +) αν είτε (α) το Α προστίθεται στο Β ή (β) μια αλλαγή στο Α παράγει μια αλλαγή στο Β προς την ίδια κατεύθυνση. Η σχέση αιτίου - αποτελέσματος από ένα στοιχείο Α σε ένα άλλο στοιχείο Β είναι αρνητική (δηλαδή, συμβολίζεται με -) αν είτε (α) το Α αφαιρείται από το Β ή (β) μια αλλαγή στο Α παράγει μια αλλαγή στο Β προς την αντίθετη κατεύθυνση.

11 Εάν η βρύση ανοίγει παραπάνω τότε η «ροή του νερού» αυξάνεται.
Συμβολισμός «Θετικό» Εάν η βρύση ανοίγει παραπάνω τότε η «ροή του νερού» αυξάνεται. Τότε, το πρόσημο στο βέλος μεταξύ της «Θέσης βρύσης» και της «Ροής νερού» είναι θετικό. Αν η «Ροή νερού» αυξάνεται, τότε η «Στάθμη νερού» στο ποτήρι θα αυξηθεί. Τότε, το πρόσημο στο βέλος μεταξύ αυτών των δύο στοιχείων είναι θετικό. «Αρνητικό» Η διαφορά μεταξύ της «Επιθυμητής στάθμης νερού» και της (πραγματικής) «Στάθμης νερού». Η αύξηση στη «Στάθμη νερού» μειώνει τη «Διαφορά» και ως εκ τούτου το πρόσημο είναι αρνητικό.

12 Σχέσεις δομής συστήματος και τύπων συμπεριφοράς
Θετικός/Ενισχυτικός Βρόγχος Ανάδρασης Ένας θετικός ή ενισχυτικός βρόγχος ανάδρασης ενισχύει την αλλαγή με μια ακόμη μεγαλύτερη αλλαγή. Παράδειγμα θετικής ανάδρασης Αύξηση του υπολοίπου ενός τραπεζικού λογαριασμού, όταν συσσωρεύονται οι τόκοι.

13 Αρνητικός Βρόγχος Ανάδρασης και Τύπος Συμπεριφοράς
Αρνητικός/Εξισορροπητικός Βρόγχος Ανάδρασης Εάν η τρέχουσα τιμή της μεταβλητής είναι πάνω από το στόχο, τότε η δομή του βρόγχου ωθεί την τιμή της προς τα κάτω. Αν η τρέχουσα τιμή είναι κάτω από το στόχο, η δομή του βρόγχου ωθεί την τιμή της μεταβλητής προς τα πάνω. Ένα διάγραμμα αρνητικής ανάδρασης για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας μιας ηλεκτρικής κουβέρτας. Αρνητικός Βρόγχος Ανάδρασης και Τύπος Συμπεριφοράς

14 Αρνητικός Βρόγχος Ανάδρασης με Υστέρηση και Τύπος Συμπεριφοράς
Αρνητικός Βρόγχος Ανάδρασης με Χρονική Υστέρηση Ένας αρνητικός βρόγχος με σημαντική χρονική υστέρηση μπορεί να οδηγήσει σε ταλάντωση. Το Σχήμα παρουσιάζει μια αρνητική ανάδραση με υστέρηση στο πλαίσιο της ποιότητας των υπηρεσιών. Αρνητικός Βρόγχος Ανάδρασης με Υστέρηση και Τύπος Συμπεριφοράς

15 Συνδυασμός Αρνητικών και Θετικών Βρόγχων
Όταν συνδυάζονται στη δομή ενός συστήματος θετικοί και αρνητικοί βρόγχοι, είναι δυνατή μια ποικιλία από τύπους συμπεριφοράς. Το Σχήμα δείχνει μια κατάσταση όπου ένας βρόγχος θετικής ανάδρασης οδηγεί στα αρχικά στάδια σε εκθετική ανάπτυξη Aλλά στη συνέχεια, μετά από μια χρονική υστέρηση, μια αρνητική ανάδραση έρχεται να κυριαρχήσει στη συμπεριφορά του συστήματος. Συνδυασμός Αρνητικών και Θετικών Βρόγχων Ανάδρασης και Τύπος Συμπεριφοράς

16 Μοντελοποίηση με διαγράμματα σχέσεων αιτίας/ αιτιατού
Για να αρχίσει κανείς να σχεδιάζει ένα διάγραμμα σχέσεων αιτίας-αιτιατού, θα πρέπει να αποφασίσει ποια είναι τα γεγονότα που είναι σημαντικά για την ανάπτυξη μιας καλύτερης κατανόησης της δομής του συστήματος. Συμβουλές για τη μοντελοποίηση της δομής ενός συστήματος χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα σχέσεων αιτίας - αιτιατού με βάση τους Richardson and Pugh (1981) και Kim (1992), θα βρείτε στο Word αναλυτικά. Είναι πάρα πολλά αυτά που πρέπει να γράψω για να αναλύσω τις συμβουλές. Όλα πρέπει να γραφτούν ως έχουν.

17 Συστημική Δυναμική Η Συστημική Δυναμική είναι συμπληρωματικό εργαλείο στη συστημική σκέψη. Δίνει τη δυνατότητα για μαθηματική δόμηση και προσομοίωση ώστε να μελετηθεί η δυναμική συμπεριφορά του συστήματος. Η θεωρία της Δυναμικής των Συστημάτων μας βοηθά στην κατανόηση και τη μελέτη της συμπεριφοράς των πολύπλοκων συστημάτων στο χρόνο. Η συμπεριφορά ενός συστήματος στο χρόνο δεν είναι γραμμική. Χρησιμοποιείται για την απεικόνιση, κατανόηση, και ανάλυση πολύπλοκων φαινομένων. Ορισμός: "Η Δυναμική Συστημάτων ασχολείται με την εξαρτημένη από το χρόνο συμπεριφορά των οργανωμένων συστημάτων με στόχο την περιγραφή του συστήματος και την κατανόηση μέσω ποιοτικών και ποσοτικών μοντέλων, του τρόπου με τον οποίο η ανάδραση της πληροφορίας (information feedback) ελέγχει τη συμπεριφορά του, καθώς και το σχεδιασμό ισχυρών δομών ανάδρασης και πολιτικών ενημέρωσης, μέσω της προσομοίωσης και της βελτιστοποίησης."

18 Το διάγραμμα μοντελοποιεί μια απλή περίπτωση διαφήμισης για ένα αγαθό.
Το μοντέλο της Δυναμικής Συστημάτων θα πρέπει να παράγει "right output behavior for the right reasons». Σωστή συμπεριφορά για τους σωστούς λόγους. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ποιοτικά για να απεικονίσει τη λειτουργία του συστήματος στα πλαίσια της σκέψης και της κατανόησης. Από την άλλη πλευρά το διάγραμμα μπορεί να μετατραπεί σε ένα μοντέλο προσομοίωσης για ποσοτική προσομοίωση και βελτιστοποίηση, προκειμένου να υποστηρίξει τις πολιτικές σχεδίασης. Το διάγραμμα μοντελοποιεί μια απλή περίπτωση διαφήμισης για ένα αγαθό.

19 Βασικά στοιχεία της δυναμικής συστημάτων
Το παραπάνω σχήμα - β παρουσιάζει μια γραφική αναπαράσταση που παρέχει κάποια δομή σε σχέση με το ρυθμό με τον οποίο ο αριθμός των πιθανών πελατών πηγαίνει στο μηδέν. Η σχηματική αναπαράσταση αποτελείται από τρεις διαφορετικούς τύπους στοιχείων τα σημεία συσσώρευσης (stocks) τις ροές τις πληροφορίες. Η γραφική αναπαράσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση για την ανάπτυξη ενός ποσοτικού μοντέλου για τη μελέτη των χαρακτηριστικών μιας διαδικασίας. Αυτός ο τύπος του διαγράμματος ονομάζεται διάγραμμα αποθεμάτων-ροών.

20 Οι μεταβλητές είναι υποδηλώνονται με ορθογώνια.
Το διάγραμμα αποθεμάτων-ροών δείχνει τις σχέσεις μεταξύ των μεταβλητών που έχουν τη δυνατότητα να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου. Σε αντίθεση με το διάγραμμα ανάδρασης, το διάγραμμα αποθεμάτων-ροών διακρίνει διαφορετικούς τύπους μεταβλητών. Σχήμα β Οι μεταβλητές είναι υποδηλώνονται με ορθογώνια. «δυνητικοί πελάτες» «πραγματικοί πελάτες» Αυτός ο τύπος μεταβλητής ονομάζεται σημείο συσσώρευσης ή απόθεμα ή επίπεδο. Η μεταβλητή «πωλήσεις» εμφανίζεται δίπλα σε ένα σύμβολο βαλβίδας/παπιγιόν και αυτός ο τύπος της μεταβλητής ονομάζεται ροή, ή ρυθμός.

21 Η μοντελοποίηση των Δυναμικών Συστημάτων περιέχει πέντε τύπους εξισώσεων.
Κατάσταση ή Απόθεμα ή Συσσώρευση (Level/ Stock/ Accumulation) Ροή ή Ρυθμός (Flow/ Rate) Auxiliary Constant Initial Value Conditions Σύμφωνα με τη μοντελοποίηση των δυναμικών συστημάτων, οι Roberts (1978), Spencer (1966) προτείνουν τα ακόλουθα βήματα: Προσδιορισμός των προβλημάτων και στόχων που πρέπει να επιτευχθούν. Περιγραφή του συστήματος με διαγράμματα ανατροφοδοτήσεων (causal loop/influence diagram). Ανάπτυξη των εξισώσεων. Συλλογή των αρχικών δεδομένων (initial value conditions) είτε από ιστορικά δεδομένα είτε από συνεντεύξεις με ειδικούς που γνωρίζουν το υπό αξιολόγηση σύστημα.

22 Βασικά στοιχεία της δυναμικής συστημάτων
Επικύρωση του μοντέλου για ανάπτυξη αξιοπιστίας του. Εξομοίωση του μοντέλου για να ελεγχθούν πολιτικές και ενέργειες που πετυχαίνουν προδιαγεγραμμένους στόχους. Τα πακέτα αυτά περιέχουν πολύ περισσότερα στοιχεία από αυτά τα δύο που παρουσιάζονται παραπάνω. Η γραφική παράσταση στο σχήμα β υποδηλώνει τις διαφορές μεταξύ των αποθεμάτων και ροών. Το απόθεμα είναι σημείο συσσώρευσης μιας ποσότητας ενώ η ροή είναι η μετακίνηση της ποσότητας από το ένα σημείο στο άλλο. Βασικά στοιχεία της δυναμικής συστημάτων Αποθέματα (Stocks) και ροές (Flows)

23 Τύποι αποθεμάτων (Stocks) και ροών (Flows)
Οι περισσότερες επιχειρηματικές δραστηριότητες περιλαμβάνουν ένα ή περισσότερα από τα ακόλουθα πέντε είδη αποθεμάτων: Υλικά Προσωπικό Κεφαλαιουχικό εξοπλισμό Παραγγελίες Χρήματα Τα πρώτα τρία στοιχεία παραπάνω (υλικά, προσωπικό, εξοπλισμός) είναι σχετικά απλά εννοιολογικά. Τα δύο τελευταία στοιχεία (παραγγελίες και χρήματα) είναι κάπως πιο ασαφή.

24 Πληροφορία Το τελευταίο στοιχείο στο σχήμα β είναι η πληροφορία που υποδηλώνεται από το κυρτό βέλος που ενώνει τους πιθανούς πελάτες με τις πωλήσεις. Σημαίνει ότι η πληροφορία για την αξία των δυνητικών πελατών επηρεάζει την αξία των πωλήσεων. Δυπάρχει βέλος πληροφορίας από τους πραγματικούς πελάτες στις πωλήσεις. Αυτό σημαίνει ότι οι πληροφορίες σχετικά με τους πραγματικούς πελάτες δεν επηρεάζουν την αξία των πωλήσεων. Η δημιουργία, ο έλεγχος και η διανομή της πληροφορίας είναι μια κεντρική δραστηριότητα της διαχείρισης των επιχειρήσεων σήμερα. Από την άλλη πλευρά μερικές εταιρείες έχουν ανακαλύψει ότι τα πληροφοριακά συστήματα όχι μόνο δεν βελτίωσαν την απόδοσή τους, αλλά στην πραγματικότητα την αλλοίωσαν .

25 Ευχαριστώ!