Simulation tools and its application in construction management

1. Simulation tools and its application in construction management

2. انواع روش هاي شبيه سازي و كاربرد آن در مديريت پروژه: • معرفي روشهاي شبيه سازي پيوسته :(Continues Simulation) معرفي روش شبيه سازي System Dynamics و ارايه چند مثال كاربردي در مديريت پروژه (پيش بينی بهره وری، مديريت ريسك و تعيين دوره بهره برداري در قراردادهاي BOT) • معرفي روشهاي شبيه سازي گسسته (Simulation (Discrete Event: ارايه يك مثال كاربردي در مديريت پروژه (پيش بيني بهره وري) • معرفي روشهاي شبيه سازي Hybrid: ارايه يك مثال كاربردي در مديريت پروژه (پيش بيني بهره وري)

3. Continues Simulation: System Dynamics System Thinking

4. روش پويايي سيستم • مشکلات جوامع انساني و سازمانها روز به روز پيچيده تر شده و حل آنها نيازمند تفکری جامعتر و بهتر است . • در بسياری از موارد ديده می شود که تلاش مديران، مسئولان و تصميم گيران براي حل يک مشکل ، فقط باعث تسکين آن شده و پس از مدت کوتاهي، وضعيت مانند قبل شده يا منجر به ايجاد مشکلاتي بزرگتر و بعضا حادتر می گردد. • رويکرد سيستمي ، بدنبال ارايه روشی براي برخورد اصولي تر با پيچيدگيهاي دنياي کنوني است . • هدف اين نوشتار ارائه مطالبي در زمينه تفکر سيستمي1 است . اين رويکرد در ادبيات با عناوينی مختلفی همچون پويايي سيستم2، تحليل سيستمها3 و نظريه سيستمها4 نيز مطرح گرديده است. • System thinking • System dynamics • System analysis • Systems Theory

5. تاثيرات جانبی استفاده از سياست افزايش ساعات کار هفتگی

6. تاثيرات جانبی ناشی از عقب بودن پروژه از برنامه زمان بندی

7. تاريخچه پس از جنگ جهاني دوم ، سه جهش در دانشگاه MIT بوجود آمد که هريک 10 سال به درازا کشيد: • در سالها ي 1940 تا 1950 رابطه ميان ماشين و ارگانيسم مورد مطالعه قرار مي گيرد . • در دهه 1950 دوباره توجه از ارگانيسم به سوي ماشين منعطف مي شود و مفاهيمي همچون حافظه و فراگيري در مورد ماشين هم بکار مي رود و به اين ترتيب مقدمات پديد آمدن دانش هاي نويني همچون بيونيک و هوش مصنوعي بوجود مي آيد . • در دهه 1960 جي فورستر(استاد کالج مديريت دانشگاه MIT) مبحث ديناميک صنعتي1 را مطرح کرد(Forrester,1961). هدف او از طرح اين موضوع آن بود که سازمانها و موسسات صنعتي را همانند سيستمهاي سايبرنتيک بنگرد و از راه شبيه سازي2، نحوه کارشان را دريابد . او در سال 1964 ديناميک صنعتي را به سيستم هاي شهري نيز تعميم داد و ديناميک شهري را مطرح نمود و بدنبال آن در سال 1971 با انتشار کتاب ديناميک جهان3، ابزار مدلسازی پويايي سيستم4 را بنيان نهاد . • Industrial Dynamics • Simulation • World Dynamics • System Dynamics

8. تفکر سيستمي امروزتفکر سيستمي داراي شش ويژگي مهم است (Strerman, 2000): • تفکر سيستمي با توصيفي کلي آغاز مي‏شود و به سوي موارد جزئي حرکت مي‏کند. تفکر سيستمي بر فرايندهاي ديناميکي تاکيد دارد. متخصص سيستم، رفتار سيستم را حاصل فرايندهاي متعددي مي‏داند که به طور مستمر در حال تغيير و تحول هستند. • تفکر سيستمي به دنبال حلقه‏ بسته براي مطالعه‏ کارکرد سيستم است. متخصص سيستم، سيستم را به گونه‏اي تعريف مي‏کند که رفتار آن فقط توسط اجزاي داخلي آن تعيين مي‏شود(يعني رفتار سيستم بستگي به عوامل خارج از آن نداشته باشد). • تفکر سيستمي حلقه‏هاي بازخورد را شناسايي مي‏کند. در ديدگاه سيستمي، رابطه علت و معلولي يکطرفه نيست. بر پايه‏ اين تفکر، تغيير در عامل A، سبب تغييراتي در عاملB (و شايد تغييراتي در عوامل ديگر) خواهد شد، که در نهايت بار ديگر سبب تغييراتي در عامل A گردد.

9. تفکر سيستمي • تفکر سيستمي عوامل متعادل کنندهو تشديد كننده بالقوه سيستم را شناسايي مي‏کند. • تفکر سيستمي بر روابط علت و معلولي تاکيد دارد. در رويکرد سيستمي، رابطه‏ علت و معلولي ميان اجزاي سيستم، بايد به طور روان و صريح تعريف شود. • فرد مدل كننده، مشاهدات خود را بايد بر اساس شرايط و فرايندهايي که به طور مستمر در حال تغيير و وابسته به يکديگرند، توصيف نموده و رفتار سيستم درک می شود. افزون بر اين، رويکرد سيستمي به منشا بازخورد، و شرايطي که سبب پايداري و يا عدم پايداري سيستم مي‏شود، توجه ويژه‏اي دارد.

10. مقايسه تفکر مکانيستي و سيستمي

12. Hydrologic Processes • Precipitation • Surface Water available for runoff • Infiltration • Percolation • Evaporation and transpiration • Concentration of chemical constituents • Groundwater contribution to surface water bodies

13. روش پويايي‏سيستم • پويايي سيستم يک روش توانمند و يک تکنيک شبيه سازي قوی کامپيوتري براي شکل دهي، فهم و بررسي موضوعات و مسايل پيچيده مي باشد. • روش شبيه سازي پويايي سيستم، در اواخر دهه 1960 ميلادي جهت بکار بردن تئوري کنترل در تحليل سيستمهاي صنعتي، توسعه داده شد (Forrester,1961). از آن زمان به بعد روش پويايي سيستم براي تحليل تمامي انواع سيستمهاي زيست محيطي، اجتماعي، اقتصادي و صنعتي بکار گرفته شده است. • آنچه که استفاده از روش پويايي سيستم را در مطالعه سيستم هاي پيچيده از ساير روش هاي ديگر مجزا ساخته، بهره گيري از حلقه هاي بازخورد، انباره ها و نرخ هاي جريان مي باشد. اين المان ها در توصيف و آشکار شدن آشفتگيهاي غير خطي سيستم هايي که به ظاهر ساده به نظر مي رسند به ما کمک مي کنند. • به طور کلي پويايي سيستم تلاش مي کند ساختار هاي اصلي يک سيستم را به گونه ای مدل سازي کند که بتوان عملکرد آن سيستم را کنترل نمود.(Strerman, 2000)

14. روش پويايي‏سيستم • بطور کلي، مدلسازي با روش پويايي سيستم براي شبيه سازي و مديريت پروسه هايي با دو مشخصه زير مناسب است (Ogunlana and Li, 2003): • پروسه هايي که شامل تغييراتي در طول زمان باشند • پروسه هايي که در آنها بازخورد وانتقال و دريافت اطلاعات وجود دارد. • روش پويايي سيستم در مقايسه با روشهاي مرسوم شبيه‏سازي بسيار قدرتمند و کارآ مي‏باشد. • از عوامل جذابيت اين روش مي‏توان به افزايش سرعت ايجاد يک مدل، امکان توسعه گروهي مدلها و سادگي اصلاح ساختار مدل در واکنش به تغييرات سيستم اشاره نمود. • به دليل سادگي ساختار و اصلاحات مدل، ابزارهاي محيطي شبيه‏سازي پويايي سيستم، مدلسازي را سريعتر نموده و از سعي و تلاش برنامه‏ريز به مقدار زيادي کاسته شده و زمان بيشتري را صرف مفهومي نمودن سيستم و جمع‏آوري داده‏ها مي‌نمايد. • همچنين با توجه به ايجاد کل ساختار مدل در يک صفحه و مشاهده‏ي گرافيکي ارتباطات متغيرها و پارامترها با يکديگر، کاربر به راحتي قادر خواهد بود مسائل متنوعي را با انجام تغييرات ساده‏اي در مدل شبيه‏سازي نموده و خروجيهاي مورد نظر خود را از مدل دريافت نمايد.

15. بازخوردها: • هر مرز بسته حلقه هاي باز خوردي دارد که بر يکديگر اثر مي گذارند و تاثيرات حلقه هاي مزبور مبين رفتار مورد نظر خواهد بود. • هر حلقه بازخورد در حکم سنگ بناي ساختار سيستم مورد نظر است. اين نظريه در مقابل ديدگاه سنتي ارئه شده است که جريان تاثير گذاري بين پديده ها را يکطرفه مي انگاشتند. آنها با يک استنباط غلط از قانون عليت به يک رابطه خشک يکطرفه بين علتها و معلولها معتقد بودند. • بازخورد يا پس خوراند يکي از مکانيسمهايي است که در اغلب سيستمها به گونه اي موجود است. • به طور کلي سيستم‏هاي پويا شامل دو نوع بازخورد است: 1- بازخورد مثبت يا تقويت کننده 2- بازخورد منفي يا خنثي کننده.

16. Feedbacks • All dynamics arise from the interaction of just two types of feedback loops: • Positive feedbacks (self-reinforcing) • Negative feedbacks (self-correcting) B R

17. The Hilu-tribe Diagram

18. Learning is a Feedback Process

19. اجزاي سازنده يک مدل پويا • همانطور که پيشتر گفته شد، حلقه هاي بازخورد ساختار اصلي يک سيستم را نمايش مي‏دهد. • بدليل اينکه روش پويايي سيستم، علاوه بر مدلسازي کيفي، براي شبيه سازي کمي نيز استفاده مي گردد، حلقه هاي بازخورد بايد به وسيله يکسري ابزار کمي و قابل محاسبه تعريف شوند. چهار بلوک ساختاري که براي اين منظوردر يک مدل پويايي سيستم بکار مي رود، عبارتند از(Strerman, 2000): • انبارشها يا متغيرهاي حالت • نرخها يا جريانها • پيکانها يا متصل کننده‌ها • برگردانها يا مبدلها

20. انبارشها يا متغير حالت: انبارها، سطح يا حالت سيستم را به طور پيوسته نمايش مي دهد. انبارش به مفهومي دلالت دارد که بتوان در آن چيزي انباشته، و يا ذخيره کرد، و سپس آن را به بخش ديگري از سيستم انتقال داد. • نرخها يا جريانها: جريانها هر نوع افزايش يا کاهش يا هر نوع تغيير در سطح يا حالت را سبب می شوند. جريان، به عمليات جاري مي‏گويند که محتواي مخزن سيستم را، در طول دوره‏ي زماني، تعيين مي‏کند.

21. پيكانها يا ارتباطها: در نمودارهاي علت و معلولي، پيکانها نشان دهنده جهت و علامت تاثير ارتباطات بين متغيرهاي مختلف سيستم مي‏باشند (Strerman, 2000) • برگردان‌ها يا مبدلها: متغيري است که آهنگ کارکرد فرايند سيستم را تعيين مي‏کند. مبدل مي‏تواند نقشهاي گوناگوني در سيستم ايفا کند. مهمترين نقش مبدل، تعيين آهنگ، يا سرعت فرايند سيستم است. سرعت تغيير محتواي هر انبارش، بر پايه‏ي اين آهنگ است. در شکل بالا هر چهار مولفه‌ي سازنده‌ي مدل پويايي سيستم نشان داده شده‌ است. (Strerman, 2000)

22. مراحل مدلسازي با روش پويايي سيستم مدلسازي با روش پويايي سيستم معمولا در پنج مرحله زير انجام ميگيرد (Strerman, 2000): • درک سيستم • درک مفهومي • ساختن مدل • اعتبار سنجي مدل • تحليل سياست

23. رفتار هاي هدفجو رفتار سيستم هاي پويا (الف) رفتار هاي هدفجو (رفتار هاي مجانبي ( Asymptotic هدف اين سيستم رسيدن به حالت مشخصي است و قادر به انتخاب رفتار است

24. رشد نمائي رفتار سيستم هاي پويا (ب) رشد نمائي در اينجا هدف رشد نمائي است و مي تواند بر حسب نوع سيستم جنبه تخريبي يا سازنده داشته باشد. exponential growth

25. رفتار نوساني رفتار سيستم هاي پويا (ج) رفتار نوساني رفتارنوساني رفتاري است که در طول زمان با تواتر معيني تغيير کند.

26. رفتار S شکل رفتار سيستم هاي پويا (د) رفتارS شکل در رفتار S شکل سيستم ويژگي هاي مقداري زمانبندي و ظرفيت معيني را داراست که يک مرحله رشد نمائي دارد و بعد به مرحله رفتار هدفجو مي رسد. sigmoidal

27. رفتار فوران و نوسان رفتار سيستم هاي پويا (ه) رفتار فوران و نوسان در حالت فوران و نوسان ممکن است سيستم چند دست و پا بزندتا به حد ظرفيت برسد٬ ولي در اينجا سيستم دمپينگ بحراني ويا ميرايي بحراني دارد.

28. رفتار فوران وکاهش رفتار سيستم هاي پويا (و) رفتار فوران وکاهش