نقشه راه: فصل شش
مجموعه «نقشههای راه» یک راهنمای خودآموز برای یادگیری اصول و کاربردهای پویایی سیستم محسوب میشود. نقشه راه ششم، ششمین بخش از این مجموعه آموزشی است. بخشهای یک تا سه این مجموعه، مقدمهای جامع از حوزه پویایی سیستم ارائه کردند و بر درک ساختار و رفتار سیستمها از طریق حلقههای بازخوردی مثبت و منفی تمرکز داشتند. نقشه راه چهارم، ساختارهای کلی را معرفی کرد و شما را با تحلیل سیاست با استفاده از مدل بانکهای ماهی آشنا ساخت. نقشه راه پنجم به معرفی تأخیرها در مدلهای کامپیوتری پرداخت، ساختارهای ایجادکننده رشد S شکل را توضیح داد، شیوع اپیدمی را بررسی کرد و بررسی اعتبار مدل را آغاز نمود.
در نقشه راه ششم، شما میتوانید مهارتهای خود را در مدلسازی عرضه و تقاضای اقتصادی به کار بگیرید. ما یک ساختار با قابلیت انتقال را معرفی میکنیم که باعث ایجاد نوسان میشود و دو سیستم نوسانی از دنیای واقعی را به عنوان مثال ارائه میدهیم. همچنین مطالعه خود را در مورد ساختارهای کلی ایجادکننده رشد اs شکل توسعه میدهیم. نقشه راه ششم شامل تمرینهایی است که به شما امکان میدهد با استفاده از اطلاعات ارائه شده، مدلهای شخصی خود را ایجاد کنید. در پایان، بخش “تفکر سیستمی: مهارتهای تفکر انتقادی برای دهه ۱۹۹۰ و فراتر از آن” بر حل مسائل جهانی کنونی با بهرهگیری از مهارتهای تفکر انتقادی که از طریق تفکر سیستمی کسب شدهاند، تمرکز دارد.
ملزومات مورد نیاز برای نقشهراه شش
نرمافزار مدلسازی
برای تکمیل نقشهراه شش و بخشهای بعدی این مجموعه، دسترسی به نرمافزار مدلسازی ضروری است. راهنماهای نقشهراه و اکثر مقالات موجود در آن با استفاده از نرمافزار STELLA II برای سیستم عامل مکینتاش تهیه شدهاند. این نرمافزار هم اکنون برای هر دو پلتفرم مکینتاش و ویندوز در دسترس میباشد.
نقشهراه پنجم از طریق مقالات و تمرینهای منتخب، به بررسی موضوعات مختلف در پویایی سیستم میپردازد. پیش از هر متن یا تمرین، توضیحی کوتاه درباره محتوا و ایدههای اصلی آن ارائه شده است. پس از پایان هر بخش نیز مهمترین مفاهیم پیش از انتقال به مطلب جدید مورد تأکید قرار میگیرند.
هر فصل از این مجموعه شامل مقالاتی است که به معرفی و تقویت مفاهیم بنیادی پویایی سیستم میپردازند. برخی مقالات دیگر نیز بر پرورش مهارتهای کسبشده از طریق تمرینهای متنوع یا بازیهای شبیهسازی متمرکز شدهاند. در پایان بیشتر فصول، یک مقاله برجسته از منابع معتبر این حوزه گنجانده شده است.
مفاهیم اساسی پویایی سیستم در قالب اصول سیستم ارائه شده است. این اصول در کادرهای ویژهای قرار گرفتهاند تا از سایر متن متمایز شده و بر اهمیت آنها تأکید شود. چیدمان تدریجی اصول سیستم در این مجموعه به شما امکان میدهد هر اصل را چندین بار مرور کنید. هر بار که یک اصل در «نقشههای راه» بازبینی میشود، شما با یادگیری جنبههای جدید، درک پیشین خود را از آن اصل را تکمیل خواهید کرد. اصول سیستم، هسته مرکزی «نقشههای راه» را تشکیل میدهند و کلیه متون، تمرینها و مقالات حول این محور طراحی شدهاند.
به عنوان بخشی از رویکرد یادگیری تدریجی و چرخشی به کار رفته در این مجموعه، بسیاری از مفاهیم در مراحل اولیه به طور مختصر معرفی شده و سپس در ادامه با جزئیات بیشتری شرح داده میشوند. «نقشههای راه» شامل چندین سری مقاله است که در طول فصلهای متوالی ارائه شدهاند. هر یک از این سریها بر موضوع خاصی در پویایی سیستم یا پرورش مهارتی ویژه تمرکز دارد. هر مجموعه با یک مقاله ساده آغاز میشود و سپس در فصلهای بعدی، ایده اصلی به تدریج توسعه و بسط مییابد.
کاربرد پویایی سیستم در اقتصاد
یکی از کاربردهای مهم پویایی سیستم، حوزه اقتصاد است. در اینجا نشان داده میشود که نگاه پویایی سیستم به عرضه و تقاضا میتواند مکانیزمهایی را تبیین کند که اکثر متون کلاسیک اقتصادی قادر به توضیح آنها نیستند.
این مقاله، به بررسی یکی از اصول بنیادین اقتصاد میپردازد: نظریه عرضه و تقاضا. ابتدا مدل کلاسیک اقتصادی عرضه و تقاضا تشریح میشود. سپس یک رویکرد پویایی سیستم به عنوان راهکاری برای درک بهتر مکانیزم عرضه و تقاضا پیشنهاد میگردد. در ادامه، با استفاده از این مبانی، یک مدل ساخته و تمرینهایی برای بهبود درک شما از این مفاهیم ارائه خواهد شد.
انتقالپذیری ساختارها
در نقشهراه پنج، شما با مطالعه بخش «ساختارهای کلی: رشد اِسشکل»، به توسعه مفهوم ساختارهای کلی و قابل انتقال ادامه دادید. ایده ساختارهای قابل انتقال در پویایی سیستم از اهمیت ویژهای برخوردار است، زیرا با درک رفتار ساختارهای بنیادی مشترک، میتوانید رفتار سیستمهای حوزههای مختلف علمی را پیشبینی و تحلیل کنید.
این مقاله، نوسان را به عنوان رفتاری معرفی میکند که میتوان آن را با استفاده از یک ساختار قابل انتقال مدلسازی کرد. یک پاندول در حال نوسان و بیثباتی اشتغال، دو نمونه از سناریوهای واقعی هستند که برای نشان دادن قابلیت انتقال این ساختار نوسانی به کار رفتهاند. هنگام مطالعه این مقاله، سعی کنید سیستمهای نوسانی دیگری را نیز به ذهن خود بیاورید. مدلسازی مستقل ساختار نوسان در نرمافزار STELLA، درک شما از این ساختار کلی را عمق خواهد بخشید. با تغییر متغیرهایی مانند فاصله زمانی یا سرعت اولیه آزمایش کنید و مشاهده نمایید که آیا تغییرات رفتاری ایجاد شده با مدل ذهنی شما مطابقت دارد یا خیر.
در نقشهراه پنج، دو ساختار کلی که منجر به رشد S شکل میشوند، معرفی شد. مقاله پیشرو مثالی از همین نوع رفتار را توصیف کرده و تمرینهایی برای آزمایش رشد S شکل ارائه میدهد. در این مقاله نشان داده میشود که چگونه حلقههای مثبت و منفی با تعامل یکدیگر، رفتار S شکل ایجاد میکنند.
تمرینهای مدلسازی
تاکنون، شما گامبهگام با فرآیند ساخت مدل آشنا شدهاید. متغیرهای انباشت و جریان در اختیار شما قرار داده شد، ارتباطات بین آنها پیشنهاد شد و راهنماییهایی برای تشکیل معادلات ارائه گردید. اکنون در تمرینهای مدلسازی پیشرو، شما باید با استفاده از توصیفهای ارائهشده از سیستمها، مدلهای خود را تدوین کنید.
این مقاله اولین بخش از مجموعهای است که به تمرینهای مدلسازی در مجموعه «نقشههای راه» اختصاص دارد. از آنجا که این اولین تجربه مستقل شما در زمینه مدلسازی به شمار میرود، بخش ابتدایی این تمرینها به تشریح فرآیند ساخت مدل پرداخته و راهنماییهای لازم را در اختیار شما قرار میدهد. سپس سه تمرین عملی ارائه میشود که هر یک شامل توضیحاتی درباره یک سیستم برای مدلسازی است. شما باید با استفاده از این توضیحات، مدل مربوطه را ساخته و از آن برای پاسخ به پرسشهای مطرح شده استفاده کنید. در پایان مقاله، نمونهای از یک مدل مناسب برای هر سیستم به همراه پاسخهای پیشنهادی برای پرسشها ارائه شده است.
مهارت تفکر انتقادی
دنیا روزبهروز به مکانی پیچیدهتر و درهمتنیدهتر تبدیل میشود. با توجه به این پیچیدگی فزاینده، ما به عنوان شهروندان جهانی ناگزیریم همگام با چالشهای نوظهور پیش برویم. اما چگونه میتوانیم به این هدف دست یابیم؟
دکتر بری ریچموند، بنیانگذار و مدیر شرکتی است که نرمافزارهای STELLA و ITHINK را تولید میکند. او در مقالهاش بر آموزش تفکر سیستمی از طریق روشهای یادگیری مشارکتی تأکید دارد و معتقد است این رویکرد به تقویت مهارتهای تفکر انتقادی کمک میکند. به باور او، کسانی که با تفکر سیستمی آشنا هستند، به درکی از همبستگی سیستمها دست مییابند و میتوانند پیامدهای تصمیمات امروز را در فردا پیشبینی کنند. هنگام خواندن این مقاله، از خود بپرسید: با توجه به دانشی که از پویایی سیستمها دارید، چقدر با دیدگاههای او موافق هستید؟
اصل سیستمی شماره ۱۲: متغیرها در زیرسیستمهای بسته دارای واحدهای یکسانی هستند.
تمامی متغیرهای حالت درون زیرسیستمهای بسته – متغیرهای حالتی که توسط جریانها به هم متصل شدهاند – باید دارای واحد اندازهگیری یکسانی باشند. واحدهای اندازهگیری این جریانها معادل واحد متغیرحالت تقسیم بر زمان است.
اصل سیستم شماره ۱۳: بازه زمانی حل (DT) فقط در معادلات سطح ظاهر میشود
DT (که با نامهای بازه حل، دوره اندازهگیری، دلتا تایم یا گام زمانی نیز شناخته میشود) بازه زمانیای است که در طی آن، متغیر حالت توسط نرخ تغییر میکند. به عنوان مثال، در مدل عرضه و تقاضا، اندازهگیریها به صورت هفتگی انجام میشوند؛ بنابراین DT = 1 هفته در نظر گرفته میشود. در هر گام، مقدار کنونی متغیر نرخ در DT ضرب شده و به مقدار موجود متغیر حالت اضافه میگردد – این فرآیند مقدار جدید متغیر حالت را پس از گذشت هر DT مشخص میکند. پارامتر DT تنها در معادلات متغیر حالت کاربرد دارد و برای سایر متغیرها استفاده نمیشود.
اصل سیستم شماره ۱۴: حلقههای منفی ساده مرتبه دوم دارای نوسان سینوسی هستند.
تمامی سیستمهای مطرح شده در بخش «ساختارهای کلی در سیستمهای نوسانی» از نوع حلقههای منفی مرتبه دوم هستند و همگی رفتار نوسانی نشان میدهند. این نوسان مستقل از مقادیر پارامترها بوده و ناشی از وجود یک ساختار کیفی مشترک است. هر حلقه منفی مرتبه دوم بدون حلقههای فرعی، به صورت یک نوسان سینوسی پایدار رفتار میکند.
اصل سیستم شماره ۱۵: زیرساخت سیستم از چهار جزء هدف، مشاهده، اختلاف و اقدام تشکیل میشود.
یک سیاست، هدف محلی خود را شناسایی کرده، آن را با وضعیت کنونی سیستم مقایسه میکند تا شکاف بین آنها را تشخیص دهد، و از این شکاف برای تعیین اقدام لازم استفاده میکند.
اصل سیستمی شماره ۷: متغیرهای نرخها تنها به متغیرهای حالت و ثابتها وابسته هستند.
معادلات نرخ (یا عبارات سیاستی) یک سیستم دارای فرم جبری ساده هستند؛ آنها شامل زمان یا بازه حل نمیشوند؛ و به مقادیر گذشته خود وابسته نیستند.
اصل سیستمی شماره ۸: تصمیمها همواره در چارچوب حلقههای بازخوردی اتخاذ میشوند.
به عنوان نمونه، سیستم گرمایش/سرمایش خانه، جریانهای ورودی و خروجی گرما را کنترل میکند. تصمیم درباره اینکه چه اقدامی باید انجام شود – آیا بخاری باید روشن باشد یا خاموش – به اطلاعات موجود در سیستم وابسته است. در این مورد، تصمیمگیری به “دمای اندازهگیریشده خانه” و تنظیمات دستگاه بستگی دارد. حال توجه کنید که اقدام ناشی از این تصمیم، “گرمای خانه” را تغییر میدهد؛ خانه یا گرم میشود یا سرد. این تغییر در متغیر حالت، بر “دمای خانه” تأثیر گذاشته که به نوبه خود بر “دمای اندازهگیریشده خانه” اثر میگذارد و این بار دیگر بر تصمیم ما تأثیر خواهد گذاشت! هر فرآیند تصمیمگیری در درون حداقل یک حلقه بازخوردی قرار دارد.
اصل سیستمی شماره ۱۶: متغیرهای حالت و نرخ باید به صورت متناوب قرار گیرند.
هر مسیری که در ساختار یک سیستم طی کنید، با تناوب متغیرهای حالت و نرخ روبرو خواهید شد.
اصلهای سیستمی شماره ۵ و ۷ را به یاد آورید: متغیرهای حالت فقط به نرخها وابسته هستند و نرخها فقط به متغیرهای حالت (و ثابتها) وابستهاند. بنابراین در هر حلقهای از سیستم، اگر از یک متغیر سطح شروع کنیم، متغیر بعدی نمیتواند یک سطح دیگر باشد، بلکه باید یک نرخ باشد. به طور مشابه، اگر از یک متغیر نرخ شروع کنیم، متغیر بعدی نمیتواند یک نرخ دیگر باشد، بلکه باید یک سطح باشد.