دانلود مقاله معرفی نرم افزار ونسیم

برای آشنایی با نرم افزار ونسیم ابتدا کمی در مورد سیستم های دینامیکی و لزوم وجود نرم افزارهای مربوط به این سیستم ها بحث می شود.
در دنیای امروز که آکنده از وقایع و حوادث گوناگون ساده و یا پیچیده است حرکت ،‌جنب و جوش و تغییر ، همگی از ویژگی های این دنیا می باشند که باعث شده اند تا در یک نگاه کلی ، به این مسایل به عنوان مجموعه ای پیچیده از حوادث و گاهی به شکل کلافی سر در گم نگاه شود .

این نتیجه گیری اولیه به دلیل دیدی جزءنگر حاصل می شود .

اما اگر بتوان محیط خود را به صورت یک مجموعه مرتبط و به هم پیوسته مشاهده کرد ، درک روابط حاکم بر این وقایع بسیار ساده تر خواهد شد .

از این به بعد این نوع نگرش ، دید سیستمی نام میگیرد .

به کمک چنین دیدی دیگر وقایع به صورت حوادث جدا از یکدیگر تحلیل نمی شوند بلکه تمام آنها به صورت یک زنجیره به هم پیوسته دیده می شوند که در طول زمان به یکدیگر متصل شده اند .

حال وقتی این ارتباط منطقی مشاهده شد سئوال مهمی مطرح می شود که اصولاً این سلسله از وقایع به چه علت ایجاد شده یا به عبارت ساده تر چرایی این زنجیره برای ما مهم می گردد .

در نهایت زنجیره علت و معلولی که بر این روابط حاکم بوده کشف و باعث می شود تا دلیل وقایع روشن شود .

در این جا تئوری سیستم نیز مطرح می شود .

ساختار یک سیستم در حقیقت همان روابط علت و معلولی است که به وقایع مورد نظر ختم می شود .

پس برای شناخت مشکل و درک روابط حاکم بر یک سیستم نیاز به درک عمیقی از وقایع ، روند حاکم بر وقایع (یاهمان زنجیره‌به هم پیوسته در طول زمان) و ساختارهای موجود در آن است .

از نتایج عملی درک این مسایل می توان تغییر طرز تفکر در یک سازمان ، تغییر شیوه های تصمیم گیری ،‌تغییر رویه های اجرای عملیات و ...

رانام برد.

تاریخچه
اولین بار در سال 1956 ، Jay w.Forrester مسأله بررسی سیستم های اقتصادی اجتماعی را بر پایه اصول پس خوران مطرح نمود که تحقیقات وی منتهی به چاپ کتاب Industrial Dynamics در سال 1961 شد .

در طول 40 سال گذشته این ایده اولیه تکامل بسیاری یافته است و در عمل به اثبات رسیده است .

حل مسایل صنعتی بسیار زیادی که با روشهای دیگر میسر نبود و یا بسیار مشکل جلوه می نمود به وسیله SD بسیار ساده گشت و در نهایت این رویکرد به عنوان رویکری عام در صنعت مورد استفاده قرار گرفت .

مفاهیم اولیه یک مدل SD
1 دنیای اطراف ما متشکل از کل هایی به نام سیستم ها (نظام ها) است.

2 کل یا سیستم متشکل از اجزایی است که برای تحقق اهداف خاص در ارتباط متقابل با یکدیگر قرار دارند .

هر کدام از این اجزا را می توان به اجزای کوچکتر شکست .

3‌ سیستم خواصی دارد که از جمع خواص اجزا حاصل نمی شود .

4 مرز سیستم یک مفهوم مجرد است که اجزای سیستم را از عوامل خارجی جدا می کند .

حال با استفاده از مفاهیم اولیه ، فوق برای مدل کردن و ساختن شبیهی از دنیای واقع به مسایل زیر نیاز است :
1 مشکل یا صورت مسأله : همواره قبل از مدل کردن ،‌هدف از ساخت این مدل باید مشخص باشد یعنی باید مشخص شود که مدل چه مسأله ای را حل خواهد کرد .

2 رفتار مرجع :‌ با استفاده از اطلاعات تاریخی و گذشته ، رفتاری از متغیرهای مورد نظر به دست می آید و بر پایه آن مدل سازی شروع می شود .

مدل باید تا حد قابل قبولی قادر به تولید این رفتار باشد .

3 فرضیه دینامیکی : این تئوری در مورد چرایی وقوع حوادث است .

فرضیه دینامیکی ، ‌درک ما از واقعیت هایی است که در سیستم اتفاق می افتد .

به این ترتیب متغیرهای مختلف سیستم شناخته می شود و از نحوه اثر آنها بر یکدیگر اطلاع حاصل می شود .

فرضیه‌دینامیکی می تواند به یکی از چهار صورت زیر به تصویر کشیده شود (به ترتیب افزایش اعتبار و صحت مدل):
الف) مدل ذهنی
ب) مدل انشایی
ج) نمودار علت و معلولی
د) نمودار جریان
که نرم افزار و نسیم قابلیت طراحی نمودارهای جریان و علت و معمولی را دارد .

4 شبیه سازی مدل : که حل ریاضی و کمی فرضیه ها است که به نتایج عملی می انجامد .

در گذشته ای نه چندان دور این شبیه سازی به کمک قلم و کاغذ صورت می گرفت که کاری وقت گیر و پرخطا بود و فقط در مورد مسایل بسیار کوچک میسر قدرت می شد ، اما امروزه با استفاده از رایانه و قدرت و سرعت محاسباتی بالای آن و این نکته که اصول شبیه سازی بنا شده است ، شبیه سازی آن آسان و حل مسایل واقعی صنعتی نیز ممکن شده است .

چگونگی مدل سازی متغیرها در ونسیم و اصولا SD بر سه نوع هستند : 1ـ متغیرهای حالت : متغیرهایی هستند که وضعیت سیستم را در یک لحظه نشان می دهند و در هر لحظه مقدار مشخصی دارند مانند : موجودی انبار ، جمعیت و ...

2ـ متغیرهای نرخ : متغیرهایی هستند که سرعت تغییر متغیرهای حالت را در طول زمان نشان می دهند .

یا به عبارت دیگر مشتق متغیر حالت مربوطه می باشند .

3ـ متغیرهای کمکی : متغیرهای میانی در یک مدل هستند که شکل خاصی ندارند و ثابت ها هم در این دسته قرار می گیرند .

خانواده ونسیم برای حل معادلات مربوط به یک مدل ،‌نرم افزار ونسیم استفاده می شود .

این نرم افزار در سال 1988 عرضه زیادی از آن به بازار آمده ست .

نسخه های زیر از این نرم افزار موجود می باشند .

1ـ Vensim PLE (Personal Learning Edition) 2ـ Vensim Standard 3ـ Vensim Professional 4ـ Vensim DSS (Decision Support System) 5ـ Vensim Rintime برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ونسیم می توان به سایت http://www.vensim.com در اینترنت مراجعه کرد .

نسخه های فوق همگی به فروش می رسند و فقط نسخه PLE به صورت رایگان پخش می شود .

در این مقاله به طور کلی توانایی های نرم افزارهای خانواده ونسیم بررسی می شود .

قابلیتهای ونسیم 1ـ حلقه های علت و معلولی 4 : به کمک این حلقه ها روابط بین متغیرهای مختلف سیستم نمایش داده می شود .

در صورتی که افزایش یک متغیر ، باعث افزایش متغیر وابسته به آن شود از علامت مثبت (رابطه علی معلولی مثبت) و در صورتی که افزایش یک متغیر ، باعث کاهش متغیر وابسته به آن شود از علامت منفی (رابطه علی معلولی منفی) بر بالای پیکان رابط دو متغیر استفاده می شود .

در نرم افزار ونسیم ، رسم نمودارهای علت و معلولی و تغییر شکل دادن آنها با استفاده از ابزارهای از پیش طراحی شده ، بسیار ساده است .

2ـ نمودارهای جریان 5: نمودارهای جریان همان نمودارهای علت و معلولی به علاوه معادلات مربوط به آنها می باشند .

در واقع پس از آگاهی از نحوه اثرگذاری متغیرها در یکدگر ، باید از مقدار عددی یک متغیر که به ازای مقادیر مختلف سایر متغیرها تغییر می کند آگاه بود .

در اینجاست که برای نوشتن معادلات ریاضی متغیرها ، از متغیرهای حالت ، نرخ و کمکی استفاده می شود .

برای آشنایی بیشتر با نمودار علی ـ معلولی و نمودار جریان ، مدل ساده مرگ و زندگی آورده شده است .

3ـ نمودارهای غیر SD : در ونسیم امکان کشیدن نمودارهای استخوان ماهی ، چارت سازمانی و ...

وجود دارد .

4ـ شبیه سازی 6 : قابلیت اصلی ونسیم می باشد که برپایه یک مدل و روابط ریاضی آن (نمودار جریان) مدل را برای مدت معین اجرا کرده و نتایج حاصل را به صورت نمودار و یا جدول بر روی صفحه نمایش داده و یا چاپ می کند .

5ـ توابع : در ونسیم امکان استفاده از مجموعه توابع از پیش ساخته شده وجود دارد .

6ـ همچنین روابط ریاضی خاص موجود می باشد مانند رابطه شرطی IF-THEN-ELSE و یا توزیع های تصادفی مانند :‌نمایی ، گاما ،‌ پواسون و وایبل ، Smoth ها و Dealy ها هم که بیانگر تأخیرهای اطلاعاتی و فرآیندی در سیستم هستند از جمله توابع خاص SD می باشند که در ونسیم به صورت از پیش ساخته شده موجودند .

همچنین برخی نسخه ها قابلیت تعریف توابع جدید را نیز دارند .

7ـ یکی از ویژگی های دیگر ونسیم قابلیت وارد کردن توابع به صورت گرافیکی و تقریبی Lookup می باشد که انعطاف پذیری مدل را بالا می برد .

8ـ بازسازی : در ونسیم امکان شبیه سازی یک مدل در فواصل زمانی و تصمیم گیری برای مقدار بعضی از پارامترها در آن زمان وجود دارد که از آن به عنوان قابلیت “باز سازی” یاد می شود و در عمل امکان تغییر تصمیم گیری در طول زمان فراهم می آورد.

با کمک این ابزار می توان تأثیر مدیریت را نیز در سیستم وارد نمود .

9ـ نمودارها و جداول :‌ در این نرم افزار امکان گزارش گیری به صورت جدول و یا نمودار وجود دارد .

امکان ایجاد گانت چارت و با چارت نیز برای یک مدل از جمله توانایی های ونسیم است .

10ـ تحلیل حساسیت : بعد از اجرای مدل ،‌برای دیدن اثر تغییر یک یا چند پارامتر بر روی مدل و بررسی تغییرات سایر متغیرها از ابزار تحلیل حساسیت استفاده می شود .

11ـ Reality Check : وقتی مدلی ساخته می شود نمی توان تمام ابعاد آن را مورد بررسی قرار داد ولی ممکن است نیاز باشد تا قوانین مشخصی توسط مدل رعایت شود (مانند جمعیت) .

می توان این شرط ها را وارد قسمت RealityCheck نمود تا نرم افزار در هنگام اجرا آنها را کنترل نموده و در صورت نقص قوانین ، هشدار داده و یا اجرا را متوقف کند .

12ـ امکان استفاده از یک ساختار با مقادیر متفاوت در قسمتهای مختلف یک مدل در ونسیم وجود دارد که باعث می شود مدل سازی راحت تر صورت بگیرد .

13ـ بهینه سازی 7 : ونسیم می تواند با تغییر یک یا چند پارامتر در محدوده های معینی ، متغیرهای دیگر مدل را ماکزیمم یا مینمم نماید که برای تصمیم گیری بسیار مهم و کاربردی است .

قابلیت های فوق مربوط به نسخه های گوناگون ونسیم است که البته فقط نسخه DSS همه آنها را پشتیبانی می نماید .

جدول 1 توانایی نسخه های مختلف را با هم مقایسه می کند .

نصب نسخه PLE : نسخه PLE بر روی رایانه های 80386 و بالاتر تحت سیستم عامل Windows 3.1, 3.11, 95 , 98, 2000 و نسخه PLE و NT کار می کند و MB 3 از حافظ دیسک را اشغال می نماید و برای اجرا حتما به نصب بودن چاپگر نیازمند است .

چگونگی کار با نرم افزار : در هنگام کار با ونسیم معمولا یک صفحه عمودی که نمودار جریان را نشان می دهد ، قابل کاربر است .

قسمتهای مختلف این پنجره به شرح زیر است : 1ـ Analysis tools : ابزارهای تحلیل در این جا قرار دارند .

2ـ Sketch tools : ابزارهای ساختن مدل در این قسمت قرار داده شده اند .

3ـ Bottom toolbar : برای انجام کارهای گرافیکی به کار می رود .

4ـ Workbench menu : سایر امکانات ونسیم به صورت استاندارد نرم افزارهای تحت Windows در این قسمت قرار دارند .

برای ایجاد یک نمودار جریان (که رسم و شبیه سازی آن تقریباً مهم ترین کاربرد نرم افزار ونسیم است) ، ابتدا از منوی File ، گزینه New Model انتخاب می شود .

بلافاصله پس از انتخاب این گزینه ، پنجره ای گشوده می شود که اطلاعات اولیه در مورد زمان شبیه سازی مدل (زمان شروع ، زمان خاتمه و دوره شبیه سازی) را از کاربر می پرسد .

پس از مشخص کردن این اطلاعات ، صفحه جدیدی برای طراحی مدل باز می شود .

به کمک ابزارهای مدل که در قسمت Sketch Tools قرار دارند می توان متغیرها و ارتباط آنها با یکدیگر را ترسیم کرد .

سپس با فشار دگمه Y=X^2 در قسمت Sketch tools ،‌تمام متغیرهای مدل آماده فرمول نویسی می شوند .

برای نوشتن فرمول هر متغیر با استفاده از مقادیر متغیرهای موثر بر آن ، کافی است با استفاده از ماوس روی متغیر مورد نظر چپ ـ کلیک شود ، به این ترتیب پنجره ای مقابل کاربر باز می شود که می تواند معادله‌مورد نظر را در آن بنویسد .

اگر برای فرمول نویسی به توابع نیاز باشد ، می توان آنها را در کشوی Functions در همین پنجره یافت .

پس از نوشتن تمام معادلات با استفاده از دگمه $+Y در قسمت Analysis tools از صحت واحدها و دیمانسیونها اطلاع حاصل می شود.

برای شبیه سازی مدل ، از منوی Dtasets ، گزینه Simulate انتخاب می شود .

با انتخاب این گزینه ، پنجره ای گشوده می شود که اطلاعات مربوط به فایل اجرایی در آن ثبت می شود .

پس از اجرای مدل ، می توان با استفاده از دگمه های گراف که در قسمت Analysis Tools قرار دارند و یا انتخاب گزینه های مربوط در منوی Graphs رفتار متغیرهای مختلف مدل در طول زمان را به صورت گراف مشاهده کرد .

مقایسه با سایر نرم افزارها 1ـ Dynamo : این نرم افزار قدیمی و تحت DOS بوده و امکانات گرافیکی و محاسباتی بالایی ندارد ، توانایی انتقال اطلاعات آن پایین بوده و از مزایای نرم افزارهای تحت Windows بی بهره است .

2ـ iThink : این نرم افزار ابتدا بر روی سستم های Apple ارایه شد ولی نسخه های PC آن نیز موجود است .

iThink قابلیت های بالایی داشته ولی از نظر محاسباتی از ونسیم ضعیف تر است .

3ـ Stella : این نرم افزار در شبیه سازی سیستم های مکانیکی و مهندسی به کار می رود .

متأسفانه به علت رایج نبودن SD در ایران نرم افزارهای فوق به راحتی پیدا نمی شوند.

به هر حال برای Download و نصب کردن هر یک از نرم افزارهای فوق ، می توان به سایتهای آنها در شبکه اینترنت مراجعه کرد و از خدمات رایگان این سایتها استفاده کرد.

Vensim Smilation Environment Feedback System Dynamic Causal Loops Flow Diagrams Simulation Optimization