نمودار سیستمی؛ ابزاری قدرتمند برای درک سیستم های پیچیده

نمودار های سیستمی در نشان‌دادن تأثیر تغییرات یک عامل در موقعیت‌های مختلف، مفید هستند. آن‌ها ابزارهایی عالی برای نشان‌دادن اثرات طولانی‌‌مدت یک تغییر هستند؛ از همه مهم‌تر، یک نمودار سیستم خوب، نشان می‌دهد که تغییر یک فاکتور چگونه می‌تواند تأثیراتی را نیز روی خود داشته باشد.

ترسیم نمودار سیستمی، روش خوبی برای شروع ساختن یک مدل رایانه‌ای است. این تکنیک به شما کمک می‌کند تا ساختار سیستم موردنظر را ترسیم کنید. این روش، عوامل و روابط مهم را به شما نشان می‌دهد و کمکتان می‌کند تا پیوندهای بین عوامل را تعیین کنید. در ادامه با نمودار سیستمی و روش‌ استفاده از آن بیشتر آشنا می‌شویم.

آگهی استخدام

جدیدترین فرصت‌های شغلی شرکت‌های معتبر را در صفحه آگهی استخدام ببینید.

چگونه از نمودار سیستمی استفاده کنیم؟

روابط بین عوامل

در استفاده از نمودار سیستمی، ارتباط بین عوامل مختلف را با یک فلش نشان می‌دهیم؛

به‌عنوان مثال، ممکن است که یک شرکت، عوامل «کیفیت محصول» و «رضایت مشتری» را به هم پیوند دهد؛ یعنی بر این باور باشد که هرچه کیفیت کالاها تغییر کند، رضایت مشتری نیز بیشتر خواهد شد. این موضوع را با یک فلش که دو عامل را به هم پیوند می‌دهد، به‌صورت شکل ۱ نشان می‌دهیم.

شکل ۱- رابطه ساده با همان روش بین دو عامل

حرف S نشان می‌دهد که عوامل، در جهت مشابهی (Same way) حرکت می‌کنند؛ یعنی با افزایش کیفیت، رضایت مشتریان نیز افزایش می‌یابد؛ جهت نوک فلش نیز به ما می‌گوید که افزایش رضایت مشتری، باعث افزایش کیفیت نمی‌شود، بلکه عکس این قضیه صادق است.

این روابط، می‌توانند به شکل دیگری نیز تعریف شوند؛ مثلا ممکن است که شرکت، قیمت را با درک مشتریان از «ارزش حقیقی» کالاهای خود پیوند دهد. این عبارت در شکل نشان داده شده است.

شکل ۲- روابط متضاد بین دو عامل

حرف O نشان می‌دهد که در این حالت، رابطه در جهت مخالف (opposite way) عمل می‌کند؛ یعنی هنگامی که قیمت را بالا می‌برید، درک مشتری از ارزش حقیقی کاهش می‌یابد.

حلقه‌های بازخورد نمودار سیستمی

بازخورد یک مفهوم مهم، در استفاده از نمودار سیستمی است. در بسیاری از موارد، تغییر یک عامل بر عامل دیگر تأثیر می‌گذارد و به همین ترتیب ممکن است تا عامل اول تأثیرگذار باشد. بازخورد، اثر تغییر را کاهش می‌دهد یا آن را تقویت می‌کند.

حلقه‌های تعادل نمودار سیستمی

در جایی که بازخورد تأثیر یک تغییر را کاهش می‌دهد، این حلقه را حلقه تعادل می‌نامیم. مثال زیر نمونه‌ای از حلقه تعادل را نشان می‌دهد. یک شرکت خدماتی تأمین منابع در تلاش است کیفیت را افزایش دهد.

شکل ۳- مثالی از حلقه تعادل

در این شرایط، بهبود کیفیت خدمات، به افزایش رضایت مشتری منجر می‌شود که این روند نیز به افزایش تقاضا برای خدمات شرکت منتج می‌شود؛ از طرف دیگر، برای برآوردن این تقاضا، شرکت وقت کمتری دارد تا به مشتریان خاص خود اختصاص دهد که این امر باعث کاهش توانایی شرکت در بهبود کیفیت می‌شود.

به فلش دایره‌ای کوچک وسط حلقه توجه کنید؛ این فلش نشان می‌دهد که دورتادور حلقه، در حال اجرا است. در نمودارهای پیچیده با تعداد حلقه‌های بالا، این فلش‌ها نام‌گذاری می‌شوند تا حلقه‌ها راحت‌تر شناسایی شوند.

در ادامه، نمودار شکل زیر نشان می‌دهد که چگونه کیفیت خدمات ممکن است با مثال قبلی متفاوت باشد.

شکل ۴- نمودار نشان می‌دهد که چگونه کیفیت با گذشت زمان در حلقه تعادل در شکل ۳ تغییر می‌کند.

حلقه‌های تقویتی نمودار سیستمی

در ‌جایی که بازخورد، تأثیر یک تغییر را افزایش می‌دهد، این حلقه را حلقه تقویت‌کننده می‌نامیم. مثال زیر نمونه‌ای از سالن تئاتری را نشان می‌دهد که سعی دارد با سرمایه‌گذاری بیشتر در تولیدات، سود خود را افزایش دهد.

شکل ۵- حلقه تقویت‌کننده‌ای که اثر افزایش سرمایه‌گذاری را در سود تئاتر نشان می‌دهد.

با ورود سرمایه بیشتر به تولید، مدیر تئاتر قادر است نمایش‌های بهتر با بازیگران مشهورتری به نمایش بگذارد؛ نمایش‌های بهتر، سابقه و تبلیغات خوبی را ایجاد می‌کنند و بنابراین بلیط آن‌ها بیشتر فروخته می‌شود؛ این امر دوباره سود بیشتری وارد تئاتر می‌کند، بنابراین پول بیشتری برای سرمایه‌گذاری در تولیدات بعدی در دسترس است.

نمودار بعدی نشان می‌دهد که چگونه ممکن است که فروش بلیط با زمان تغییر ‌‌کند.

شکل ۶- نمودار تأثیر فروش حلقه تقویت‌کننده در شکل ۵

توجه داشته باشید که این نمودار فرض می‌کند که با گذشت زمان، سرمایه در حال افزایش است؛ همچنین برخی از واقعیت‌های مهم را نادیده می‌گیرد؛ مثلا اینکه فقط تعداد مشخصی از صندلی‌ها در تئاتر وجود دارند و عوامل بیرونی مانند رقابت و اشباع بازار، در نهایت رشد را محدود می‌کنند. در نمودار سیستمی که نحوه عملکرد تئاتر را نشان می‌دهد، این عوامل به‌عنوان حلقه‌های متعادل‌کننده مؤثر بر حلقه تقویت‌کننده نشان داده می‌شوند.

رزومه ساز

با ساختن یک رزومه حرفه‌ای، برای استخدام در بهترین فرصت‌های شغلی اقدام کنید.

عوامل خارجی

نمودارهای سیستمی که تاکنون آن‌ها را بررسی کرده‌ایم، تأثیر عوامل بیرونی بر آن‌ها را نادیده می‌گیرد.

در مثال حلقه تعادل، فرض کردیم که تقاضا فقط با رضایت بیشتر مشتریان افزایش می‌یابد؛ در حقیقت تقاضا به همان اندازه ممکن است تحت‌تأثیر وضعیت اقتصاد نیز باشد. این امر در نمودار اصلاح‌شده زیر نشان داده شده است.

شکل ۷- نمودار نمایش اثر یک عامل خارجی روی یک سیستم

عامل خارجی را با فلشی نام‌گذاری‌شده در قسمت مناسب از نمودار سیستمی نشان می‌دهیم.

شکاف‌ها

در مثال حلقه تقویت‌کننده، فروش صندلی‌های تئاتر را با سرمایه‌گذاری در بخش تولید مرتبط کردیم. چیزی که نتوانستیم آن را وارد مدل کنیم، این بود که تعداد محدودی صندلی در تئاتر وجود دارند.

به‌ناچار این مسئله باعث تغییرات در فروش بلیط خواهد شد؛ زیرا اگر تعداد بلیط‌هایی که فروشندگان می‌فروشند، بیشتر از تعداد صندلی‌های موجود باشد، قطعا باعث نارضایتی مشتریان خواهد شد.

با ایجاد شکاف می‌توانیم این مسئله را به الگو تبدیل کنیم. بین تعداد صندلی‌های موجود (یک عامل خارجی که هنوز در مدل خود نساخته‌ایم) و تعداد صندلی‌های پرشده (بلیط‌های فروخته‌شده) فاصله یا شکاف وجود دارد.

از آنجا که تئاتر، بلیط‌های بیشتری می‌فروشد، اندازه این شکاف کاهش می‌یابد. در یک نقطه خاص، فروشندگان، دیگر نمی‌توانند بلیط بفروشد. در حقیقت افزایش سرمایه و گذر از این نقطه ممکن است سود بیشتری نداشته باشد.

این عبارت را با تغییر نمودار نشان می‌دهیم تا عامل بیرونی و شکاف را نشان دهد.

شکل ۸ - نمودار سیستم فروش بلیط تئاتر و اثر شکاف در آن

وقتی همه صندلی‌ها فروخته می‌شوند، یعنی وقتی تعداد صندلی‌های موجود به صفر می‌رسد، سود افزایش نمی‌یابد، مگر اینکه عوامل دیگری وارد سیستم شوند.

توجه داشته باشید که ایجاد شکاف در جای درست، برای مدل شما بسیار مهم است.

تأخیر

تأخیر، ناحیه نهایی است که باید در نمودار سیستمی خود به آن توجه کنیم.

در حالت ایدئال، وقتی سیستمی را تغییر می دهیم، باید به‌سرعت با وضعیت جدید آن تنظیم شود، اما در واقعیت، تقریبا همیشه قبل از تأثیر عوامل، تأخیر رخ می‌دهد؛ مثلا در یک سیستم مکانیکی، این تأخیر می‌تواند ناشی از ضریب اصطکاک یا اینرسی سیستم باشد؛ در یک سیستم انسانی نیز این تأخیر می‌تواند در اثر نیاز به زمان لازم برای برقراری ارتباط، عادت به ایده‌های جدید و تغییرات رخ دهد.

برای مثال، می‌توانیم تأخیر را در مدل ساده‌ای با استفاده از الگوی گوزن و یوزپلنگ نشان دهیم. با افزایش تعداد گوزن‌ها، غذای بیشتری برای یوزپلنگ‌ها در دسترس است؛ بنابراین یوزپلنگ‌های بیشتری زنده می‌مانند و قادر به تولیدمثل و پرورش یوزپلنگ‌های دیگر می‌شوند. تأخیر در این سیستم، مدت زمانی است که طول می‌کشد تا یوزپلنگ جدید، متولد و بالغ شود و تأخیر دیگر در زمانی اتفاق می‌افتد که یوزپلنگ ناتوان شده و منتظر مرگ است.

بازخورد، هنگامی رخ می‌دهد که یوزپلنگ‌ها، گوزن‌ها را می‌کشند. هرچه تعداد یوزپلنگ‌ها بیشتر باشد، تأثیر آن‌ها بر جمعیت گوزن‌ها بیشتر خواهد بود.

شکل ۹ - نمودار نمایش تاخیر در سیستم یوزپلنگ و گوزن

توجه داشته باشید که برش دوتایی در خط، نشان‌گر ارتباط بین جمعیت گوزن‌ها و یوزپلنگ‌ها است؛ یعنی نوعی تأخیر، باعث کند‌شدن تغییر می‌شود.

اگر تأخیری در سیستم نباشد، ممکن است انتظار داشته باشیم که نمودار زیر تعداد یوزپلنگ‌ها را به‌مرور زمان نشان ‌دهد.

نمودار ۱۰- نمودار تنظیم جمعیت یوزپلنگ شکل ۹ در صورت نبود تأخیر

در اینجا اتفاقات فوری خواهد بود؛ یعنی با افزایش جمعیت یوزپلنگ‌ها، بلافاصله تغییر در جمعیت گوزن‌ها ایجاد می‌شود؛ این یوزپلنگ‌های اضافی گوزن‌های اضافی را می‌خورند و بلافاصله می‌میرند.

تأخیر در سیستم، باعث می‌شود که رفتار سیستم متفاوت باشد؛ برای مثال:

جمعیت یوزپلنگ‌ها برای افزایش، نیاز به زمان دارد.

در مرحله بعد، جمعیت زیادی از یوزپلنگ با وجود کمبود غذا، همچنان به پرورش توله‌های خود ادامه می‌دهند؛‌‌ این افزایش تعداد یوزپلنگ‌ها باعث کاهش عظیمی در تعداد گوزن‌ها خواهد شد؛ کاهش تعداد گوزن‌ها، دوباره به کاهش جمعیت یوزپلنگ‌ها منجر خواهد شد؛ در نتیجه جمعیت گوزن‌ها بیشتر خواهد شد، زیرا تعداد یوزپلنگ‌های کمتری برای محدود‌کردن تعداد آن‌ها وجود خواهند داشت. اگر هیچ عامل دیگری روی این سیستم تأثیر نداشته باشد، تغییر جمعیت یوزپلنگ‌ها به شکل زیر خواهد بود.

شکل ۱۱- نمودار تغییر در جمعیت یوزپلنگ‌ها با در نظرگرفتن تأخیر

این اتفاق در حالی رخ می‌دهد که جمعیت یوزپلنگ‌ها به‌طور مداوم در حال تغییر است؛ یعنی ابتدا در حال رشد و سپس در حال کاهش است. در این سیستم، مدت زمان بیشتری برای پرورش و گرسنگی یوزپلنگ طول می‌کشد؛ یعنی تأخیر بیشتر می‌شود و تغییرات جمعیت یوزپلنگ بیشتر خواهد بود.

بهبود مدل سیستم

مدل‌هایی که آن‌ها را  بررسی کردیم، همگی مدل‌های ساده‌ای بودند و بسیاری از تأثیرات احتمالی بر سیستم، نادیده گرفته شده‌اند؛ به‌عنوان مثال، در الگوی گوزن‌ها و یوزپلنگ‌ها از تأثیر بیماری، خشکسالی، فعالیت‌های انسانی و بقیه عوامل احتمالی صرف‌نظر کرده‌ایم. با ساختن بسیاری از این عوامل خارجی ممکن، می‌توانیم این مدل را بهبود بخشیم، سپس می‌توانیم با از بین‌بردن عواملی که تأثیر ناچیزی دارند، آن را ساده کنیم.

عوامل خارجی می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• طبیعی: شامل آب‌و‌هوا، منابع طبیعی، بیماری‌ها،‌ تغییرات اقلیمی؛
• فناوری: شامل فناوری‌های جدید و تغییرات در فناوری؛
• انسانی: ناشی از عوامل روانی، عاطفی، جاه‌طلبی و انتظارات؛
• سیاسی: ناشی از ایدئولوژی، فساد، اثربخشی و علاقه؛
• اجتماعی: به‌خاطر ارزش‌ها، تحرکات اجتماعی، سنت‌ها و فلسفه‌ها؛
• مالی: ناشی از وضعیت اقتصادی و سرمایه‌های در دسترس.

در نهایت می‌توانید با مدلی که از تعدادی حلقه تقویت‌کننده و متعادل و عوامل بیرونی تشکیل شده است، به کار خود پایان دهید. مثال زیر نمودار سیستمی پیچیده‌تری را نشان می‌دهد.

شکل ۱۲- مدل تکمیل‌شده سیستم‌ جمعیت یوزپلنگ‌ها و گوزن‌ها

توجه داشته باشید که این نمودار، فقط یک نمونه است و لزوما نشان‌دهنده تغییر واقعی جمعیت گوزن‌ها و یوزپلنگ‌ها نیست.

نمودار سیستمی بر اساس مدل‌های کامپیوتری

پس از برقراری روابط بین عوامل در نمودار، می توانید اعداد نمودارتان را نیز اصلاح کنید. در مثال بالا می‌توان فهمید که اگر خشک‌سالی، میزان چمن موجود را نصف کند، میزان جمعیت گوزن‌ها تا یک سوم کاهش می‌یابد.

می‌توانید این رابطه را به یک مدل کامپیوتری تبدیل کنید. روش مفیدی برای شروع این کار با مدل‌های ساده و نسبتا پیچیده، ساختن مدل روی «صفحه گسترده» است. با تغییر عوامل درون آن، می‌توانید از این مدل استفاده کنید. این امر به شما امکان می‌دهد تا تأثیر احتمالی را بر سیستم تغییرات خارجی بسنجید و تأثیر تغییراتی را که ممکن است در سیستم به وجود آورید، بررسی کنید.

امتیاز کلیدی نمودار سیستمی

با این روش باید بتوانید موارد زیر را  تحلیل کنید:

• چگونه عوامل مرتبط هستند و چگونه یک عامل با تغییر دیگری تغییر می‌کند؟
• چگونه عوامل در حلقه‌های تعادل یا حلقه‌های تقویت‌کننده ممکن است اثر بگذارند؟
• عوامل خارجی چگونه بر سیستم تأثیر می گذارند؟
• شکاف‌ها چگونه عمل می‌کنند؟
• تأخیر چقدر روی سیستم تأثیر می‌گذارد؟
• و در نهایت تمام پیچیدگی‌های یک سیستم را درک کنید.

استخدام مهندس عمران

جدیدترین فرصت‌های شغلی شرکت‌های معتبر را در صفحه آگهی استخدام ببینید.

منبع: mindtools.com