بخشی از مقاله
چکیده
بررسی مفاهیم، نحوه شکلگیری رویکردهای تحلیلی با شبیهسازی و استفاده از آن در مطالعات آیندهپژوهی از مهمترین مباحث مطرح در این مقاله هستند. آنچه که از مطالعات و کاربرد این شیوه در زمینه استفاده از آن در سیستمهای صف و پیش بینی آتی آن بر میآید، این است که در بسیاری از رویکردها، شبیه سازی میتواند ابزار مفیدی واقع گردد، به خصوص آن که با تعیین سناریوهای مشخص، تصمیمگیری مناسب صورت میگیرد.
رویکرد شبیهسازی با استفاده از تحلیل دقیق وضعیت موجود، نگرش حال به آینده را به تصویر میکشد و علاوه بر آن با در نظرگیری احتمالات و مولفههای آتی، تحلیل مناسب از تصمیمها و خطمشیها را به وجود میآورد. در این مقاله، ضمن معرفی شبیهسازی به عنوان یکی از رویکردهای آیندهپژوهی، کاربرد آن در حوزههای مختلف بررسی و یک مطالعه موردی از این تکنیک در حوزه سیستمهای صف خرده فروشیها تحلیل شده است.
-1 مقدمه
روشهای پیشبینی آینده متنوع و بر پایه پیشفرضهای گوناگون و در خدمت هدفهای متنوع هستند. عده ای با فرض همسانی رویدادهای گذشته و آینده، با تحلیل گذشته، ساده ترین آینده شناسیها را عرضه میدارند. گروهی با منظور داشتن همه متغیرهای ذیربط و توجه به همه روابط متقابل و آثار محتمل اجزا بر هم، دست به توصیف مفصلی از آینده میزنند.
آینده پژوهان به تجربه دریافته اند که ارائه بهترین پیشبینیها زمانی میسر خواهد بود که از روشهای متعدد استفاده شود و بهترین توصیه این است که پژوهشگر برای عمل به تعهدات روش شناختی خود عملکردی جامع داشته باشد و برای مطالعه قلمروهای مشابه در آیندههای بدیل چندین روش متفاوت بهکار گیرد و مجموعه نهایی پیشبینیها یا سناریوهای بدیل خود را بر پایه ترکیبی از نتایج برآمده از آنها استوار سازد.
در شبیهسازی با تلفیق چند حوزه از علم، در موضوعات و زمینههایی از مطالعات آینده که در آن سیستمی پیچیده با ورودیهای متعدد وجود دارد و در واقع معادله مورد نظر غیرخطی بوده و به کارگیری سایر روشها به تنهایی پاسخگو نخواهد بود، استفاده میکنیم.
از آنجایی که برنامهریز احتیاج به ابزاری دارد تا بتواند آینده را در قالب عناصر قابل پیشبینی و عدم قطعیتها بیان کند، این ابزار میتواند به صورت شبیه سازی آینده باشد.
در دنیای امروز، یکی از پدیدههایی که بهراحتی قابل مشاهده است، پدیده صف است. صف زمانی تشکیل میشود که ظرفیت عرضه در برهههایی از زمان کمتر از میزان تقاضا برای دریافت خدمت باشد. گرچه صف پدیدهای نامطلوب از دیدگاه مشتری تصور میشود ولی اجتناب ناپذیر است.
ادامه این مقاله، ضمن بررسی مرور ادبیات موضوعی، به رویکرد استفاده از شبیهسازی به عنوان یک ابزار قدرتمند در مطالعات آیندهپژوهی میپردازد و کاربرد آن را در مطالعه موردی یک سیستم صف همراه با ارائه سناریوهای مختلف نشان میدهد.
-2 پیشینه موضوع
شبیه سازی به عنوان یک روش در پیش بینی از سال 1970 جهت درک بهترین عوامل و پیامدهای رشد جمعیت جهانی و گسترش جنبههای فیزیکی و تولید اقتصادی مورد استفاده قرار گرفت. شبیهسازی از دیدگاهی همچون سناریوسازی است . بدین معنی که کل واقعیت در قالب یک ماکت جای داده میشود و در این مدل ساخته شده، عنصری نو وارد میشود و تاثیرش بر کار ملاحظه میگردد.
به عبارتی شبیه سازی برای افزایش مهارت با کاستن از هزینه خطا و خطر به وجود آمده است. به همین دلیل مدلهای شبیهسازی از دهه 70 میلادی قرن بیستم در بسیاری از دانشگاههای دنیا اجرا و تمرین شد تا دانشپژوهان آن در آینده تصمیمگیران موفقی باشند.
همچنین با گسترش علوم مدیریت و به وجود آمدن موضوعاتی همچون نگرش سیستمی، نگرش اقتضایی، آیندهپژوهی، مدیریت دانش و در رأس همه آنها ارائه مفهومی به نام سازمانهای یادگیرنده باعث به وجود آمدن انقلابی بسیار بزرگ در صنعت شد که متعاقب آن در دانشگاهها و مؤسسات علمی دروسی با نامهای شبیهسازی و تحلیل سیستم به وجود آمدند.
طرحها و مقالات متعددی از این تکنیک در پیشبینی آتی تحریر شده است. بررسی سیستمهای صف و کاهش اثرات نامطلوب انتظار، همواره یکی از موضوعات قابل توجه در ریاضیات کاربردی و تحقیق در عملیات بوده است. در مقالهای پیرامون این موضوع، جهت رفع مشکل فروشگاههای زنجیرهای سازمان اتکا در رابطه با مساله ازدحام جمعیت در زمان توزیع کالاهای یارانهای صورت گرفته است. در این خصوص پس از تعریف مساله، کار بررسی و شناخت سیستم صف فروشگاههای یاد شده با انتخاب یکی از فروشگاه های بزرگ سازمان به عنوان مطالعه موردی آغاز گردیده و ضمن آشنایی با ساختار فروشگاه، نحوه ارائه خدمات به مشتریان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
با ازدیاد جمعیت برای موفقیت در انجام امور اجتماعی لازم است که همه افراد حقوق یکدیگر را محترم شمرده و در گرفتن سرویس از جامعه نوبت یکدیگر را رعایت نمایند. در این راستا، مقالهای به بررسی و تحلیل صف های موجود در یک کارواش میپردازد. با توجه به نوع سیستم صف و تعریف آن، به محاسبه معیارهای ارزیابی سیستمهای صف پرداخته میشود، که شامل طول صف، طول سیستم صف، زمان انتظار در صف، زمان انتظار در سیستم و درصد زمان بیکاری سرورها میباشد.
در مقالهای با استفاده از رویکرد پویایی سیستم، یک مدل دینامیک از پویاییهای یک سیستم صف ارایه گردیده و سپس با بررسی اثر اجزای مختلف مدل بر دیگر اجزا به شبیه سازی پویاییهای یک سیستم صف پرداخته شده است.
در پروژه شبیه سازی تغییرات و پیش بینی سرعت باد در ایران با استفاده از دادههای آماری پنجاه ساله1961 - 2010 تا سال 2020 با مدل هالت- وینترزو پیشبینی شده است.
در تحقیقی با استفاده از آمار 58 ساله - 1951-2008 - دمای ایستگاه بابلسر و بهکارگیری مدلهای خانواده آریما و آریما فصلی ARIMA - و - SARIM الگوهای مناسب جهت شبیهسازی و پیشبینی میانگین دمای سالانه و ماهانه بابلسر محاسبه و استخراج گردیده است.
در پروژهای دقت پیشبینی دو مدل GARCH و State Space برای تخمین و پیشبینی شاخص قیمت بورس اوراق بهادار تهران - تپیکس - و شاخص S&P500 مورد مقایسه قرار گرفتند.
در پژوهشی به منظور شبیهسازی شدت خشکسالی در طول دوره آماری 37 ساله در 21 ایستگاه باران سنجی واقع در ناحیه نیمه خشک سرد شمال غربی ایران از شبکه عصبی مصنوعی بهره گرفته شده است.
در پژوهش شبیهسازی و پیشبینی وضعیت آب زیرزمینی دشت کرمان در مرحله اول سعی شده با استفاده از روشهای آماری از بین مدلهای استوکستیک بهترین روش جهت پیشبینی دادهها انتخاب شود و بعد از انتخاب مدل ARIMA - 2,1,0 - به عنوان بهترین روش در مرحله بعد پیشبینی تراز سطح آب انجام صورت گرفته است.
با توجه به مشکلات موجود در بخشهای مراکز درمانی -بهداشتی کشور، در ارائه خدمات و زمان انتظار طولانی مراجعهکنندگان جهت دریافت خدمت و ارائه راهحلهای مناسب به منظور بهبود نحوه خدمتدهی به مراجعهکنندگان، تحقیقی در مرکز بهداشتی - درمانی حافظ شیراز، از شبیهسازی به عنوان ابزاری مناسب جهت تحلیل و بررسی این سیستم استفاده شده است.
-3 متدولوژی شبیهسازی
شبیه سازی، مدل یا الگویی است که به عنوان یک نمونه ساده شده از واقعیت ساخته میشود. از طریق شبیهسازی، ما به نمایش خیالی و انتزاعی یک سیستم دست مییابیم و از آن میتوانیم رفتار سیستم را در دوره زمانی خاصی استنباط کنیم.
این تکنیک تلاش برای دستیافتن به متغیرهای خاص از واقعیت در حوزهای ویژه و ایجاد مدلی رایانهای یا مشابهسازی در قالب یک بازی است که بر مبنای آن بتوان شاهد چگونگی رفتار متغیرها با یکدیگر طی مرور زمان بود.
رویکردهای مختلفی در روش شبیهسازی استفاده می شود. شبیهسازی مونتکارلو که در دسته شبیهسازیهای دستی قرار داده میشود، روشی است که برای حل مسایل پیچیده اعم از مسائل تصادفی و یا غیر تصادفی از اعداد تصادفی استفاده میکند. ویژگی اصلی شبیهسازی مونتکارلو این است که زمان نقشی در آن ندارد. این روش کاربردهای زیادی در تحلیل فرآیندهای گسسته تغییر ناپذیر با زمان دارد.
به فرآیند مدلسازی با استفاده از روابط ریاضی و منطقی و همچنین اجرای مدل به وسیله کامپیوتر شبیهسازی کامپیوتری گویند. این روش چگونگی عملکرد یک نظام در طول زمان یا بر اثر مداخلههای خاص را نشان میدهد. با استفاده از این روش میتوان تاثیر تعداد زیادی از متغیرها را بر نظام با روشی دقیق و نظاممند مورد تحلیل قرار داد.
با توجه به نزدیکی مدل سازی با شبیهسازی و اینکه در واقع انجام شبیهسازی بدون تدوین و ساختن مدل مربوط امکان پذیر نیست و اینکه در مدلسازی روابط ریاضی و علوم رایانه در متن و حلقه اصلی موضوع جای دارند، شبیهسازی رایانهای اهمیت و جایگاه ویژه خود را نمایان میسازد.
شبیهسازی در مقایسه با سایر روشهای آیندهنگاری در ابعاد تعیین نیروهای پیشران، ارایه انواع آیندهها و تشریح مکانیسمهای علی، قدرتمند و پرتوان است. یعنی قادریم شیوه و روند شکلگیری هر یک از آیندهها را مشخص و سلسله حوادث و چرخه متغیرها و نحوه رفتار عوامل و نیروهای پیشران را مشاهده کنیم. اما ناتوانی در قابلیت اعتباربخشی به یافتهها به دلیل ماهیت کیفی و نیز فاصله از برخی ابزارهای کمی از نقاط ضعف ذاتی این تکنیک است. به منظور جبران این ضعف در زمینه قابلیت اعتبار بخشی به یافتهها کمک گرفتن و کاربرد همزمان دو تکنیک راهگشا میباشد.
در این تحقیق شیوه سناریو پردازی توأم با این تکنیک بهکار برده شده است. سناریوها امکان تحقق سیاستهای آتی را با درنظرگیری شرایط فعلی فراهم میسازند که بالطبع، شبیهسازی این فرصت را فراهم میآورد که این شرایط با دقت و سرعت بالاتری صورت گیرد.
-4 مطالعه موردی
بهعنوان یک مطالعه موردی، روش شبیهسازی در ارتباط با پیشبینی فروش یک فروشگاه مدلسازی و بررسی شده است. بررسی و پیشبینی سیستم فروش یک فروشگاه همواره یکی از موضوعات قابل توجه در سازمانهای خدماتی میباشد.
