تفکر سیستمی

تفکر سیستمی

اسلاید 1: تفکر سیستمیلزوم تفکر سیستمیویژگی های رویکرد سیستمیمقدمه ای بر تئوری سیستم هاامین وحیدی

اسلاید 2: لزوم تفکر سیستمی

اسلاید 3: مسائل پیچیدهدر مواجهه با مسائل محیطی معمولا موضوعاتی تبدیل به محل بحث می شوند که دارای پیچیدگی باشند و راه حل ساده ای برای آن ها موجود نباشد.در غالب چنین مسائل به راحتی متوجه می شویم که عبارت «سیستم»، «سامانه»، «نظام» یا «منظومه» در محاورات مربوط به این مسائل به وفور دیده می شود.در مواجهه با این دست مسائل ناخودگاه به دنبال یافتن قواعد کلی حاکم و الگوی رفتاری مسئله مورد بررسی خود هستیم. این امر نشان دهنده وجود «تفکر سیستمی» در ذهن ما است که البته قوت و ضعق آن با توجه به تجربیات اکتسابی متفاوت است.در ادامه مثال هایی آورده می شود تا اهمیت داشتن چنین دیدگاهی به صورت مدون به مسائل را شرح دهیم.

اسلاید 4: بارسلون یا منتخب جهانبه نظر شما تیم بارسلونا قوی تر است بازی می کند یا تیم منتخب جهان؟پاسخ اکثر اهالی فوتبال بارسلونا است.در صورتی که در تیم منتخب جهان هر بازیکن در پست خود بهتر یا برابر با بازیکن معادل خود در بارسلونا است.پس علت بهتر بودن بارسلونا در چیست؟علت این امر در هماهنگی بیشتر بین بازیکنان بارسلونا به نسبت منتخب جهان است.هماهنگی ارتباط موثرتر و بهتر اجزا در راستای هدف (بردن) است.

اسلاید 5: ریسک بالای بازار آمریکادر بحران مالی اخیر آمریکا محققین* معتقدند با وجود این که بنگاه های آمریکایی هر یک به شخصه ریسک خود را در بازار پوشش دادند اما کل بازار آمریکا دچار ریسک بالایی شد.به نظر شما علت این امر چیست؟ایشان معتقدند که با وجود زیر-بهینه کردن (Sub-Optimize) ریسک در هر یک از بنگاه های آمریکایی اما ریسک کلی مقدار بالایی را داشت.علت این امر نیز مجددا در ارتباط بین بنگاه با هم در بازار کلی (سیستم) نهفته است.بر هم کنش موجود بین بنگاه سبب می شود که ریسک کلی بازار برابر مجموع ریسک تک تک بنگاه ها نشود.در این میان در رفتار بازار کلی خواصی ظاهر شونده (Emergent Properties) ایجاد می شود که از قبل با نگرش «کل برابر جمع ساده اجزاست» قابل پیش بینی نبود.این ویژگی ها در بسیاری از اوقات الگوی اصلی رفتاری سیستم را موجب می شود.* J. Doyne Farmer is at the Santa Fe Institute, 1399 Hyde Park Road, Santa Fe, New Mexico 87501

اسلاید 6: رفتار عجیب نمک هانمک ها به عنوان مثال نمک طعام، از عناصری به شدت واکنش دهنده تشکیل می شوند.پس چرا خود نمک از لحاظ شیمیایی خنثی است؟به عنوان مثال نمک طعام از سدیم که فلزی بسیار فعال و کلر که گازی فعال است تشکیل شده است.اگر به صورت جمع ساده به مجموع سدیم و کلر است نگاه کنیم نمک باید بسیار فعال باشد.اما وقتی این دو عنصر در مجموعه ای که با هم «مرتبط» هستند کنار هم قرار می گیرند «خاصیت ظاهر شونده» خنثی بودن را به عنوان رفتار کلی سیستم به نمایش می گذارند.

اسلاید 7: مجموع اجزا کل نمی شودیکی از جملات شناخته شده در حوزه تئوری سیستم ها عبارت زیر است:«مجموع اجزا کل نمی شود» «Sum of the parts is not the whole»این جمله به این معناست که یکی از عوامل اصلی موفقیت یک مجموعه در راستای تحقق هدف «ارتباط مناسب» بین اجزا است.اگر بین اجزای یک سیستم ارتباط مناسبی باشد سبب می شود حاصل کار این مجموعه در کنار هم بیش از مجموع حاصل کار تک تک اجزا باشد. و در مقابل ارتباط نامناسب بین اجزا سبب می شود حاصل کار این مجموعه در کنار هم کمتر از مجموع حاصل کار تک تک اجزا باشد.بیان علمی این مسئله به این صورت است که: «بر هم کنش سازنده بین اجزا سبب بروز هم افزایی می شود و بر عکس»

اسلاید 8: تعریف سیستم و تفکر سیستمیبا توجه به توضیحات بالا تعریف سیستم به صورت زیر می شود:«مجموعه ای از اجزا که در راستای تحقق هدف ارتباط معنادار (هم افزا) با هم دارند»داشتن تفکر سیستمی به معنی دیدن مجموعه های مرتبط به صورت یک سیستم با ویژگی های مذکور است لذا تعریف تفکر سیستمی به شرح زیر است:«فرآیند درک ارتباط اجزا بر هم در یک کل»با داشتن چنین رویکردی است که می توان علل جامع، واقعی و ریشه ای و اثرات کوتاه و بلند مدت سائل را درک کرد.و با چنین درکی است که می توان راه حل اثرگذار در کوتاه و بلند مدت ارائه کرد.

اسلاید 9: ویژگی های رویکرد سیستمی

اسلاید 10: هم بستگی شدید اجزایکی از علل دشواری تحلیل مسائل پیچیدگی پیش بینی پذیری رفتار یک سیستم است.در محاورات معمولا به سیستم های پیچیده سیستم اطلاق می شود.یکی از علل ایجاد پیچیدگی در سیستم وجود روابط پیچیده بین اجزای سیستم است.بسیاری پیچیدگی در روابط را معلول گسترده بودن روابط می دانند. اما پیچیدگی به خاطر عدم قطعیت و پیش بینی دشوار رفتار سیستم و بروز خواص ظاهر شونده ایجاد می گردد.معمولا سیستم هایی که شامل عوامل انسانی می شوند به علت رفتارهای پیچیده انسانی در زمره سیستم های پیچیده قرار می گیرند.روش های غیرمنعطف و ریاضی وار که سعی دارند همه چیز را به صورت ریاضی درک کرده و به صورت ماشینی ببینند را تفکر سیستمی سخت (Hard Systems Thinking) می نامند.به کارگیری روش ها و متدولوژی های حوزه تفکر سیستمی سخت به علت عدم توانایی فهم منعطف و دینامیک روابط بین اجزا، برای این مسائل به عدم درک صحیح رفتار سیستم می انجامد.سازمان ها و جوامع به عنوان نمونه ای از این سیستم های شامل عوامل انسانی از مهم ترین سیستم های پیچیده محسوب می شوند.

اسلاید 11: کل نگریدید یک سیستم به عنوان مجموعه اجزای آن صحیح نمی باشد. در بسیاری از موارد شکستن سیستم به اجزای سازنده سبب می شود عواملی از قلم بیافتد که در ظاهر کار و به صورت فیزیکی در سیستم مورد بررسی ما جا ندارد.هم چنین دیدن همه عوامل اثرگذار و ابعاد متفاوت مسئله به فهم بهتر مسئله و ارائه راه حل مناسب در راستای هدف کمک می کند.به عنوان مثال فرض کنید مسئله تحت عنوان «بهبود عملکرد کارکرد ترمز ماشین» تعریف شده است.در نگاه اول معمولا افراد تنها راه بهبود را در تغییر ترکیب آلیاژ صفحات ترمز، بهبود مواد سیال در سیستم هیدرولیک ترمز و سایر مسائل فنی می بینند.اما با دید جامع نگر و کل نگرانه (Holism or Holistic View) علاوه بر عوامل فوق، عواملی هم چون حساسیت پدال ترمز، هوشیاری و زمان عکس العمل راننده، وضعیت لاستیک، کیفیت آسفالت و ... در مجموعه عوامل این سیستم دیده می شود.تغییر در این عوامل می تواند زمان و هزینه کمتر و نتیجه بهتری در راستای کاستن زمان و مسافت توقف وسیله نقلیه داشته باشد.

اسلاید 12: هدف مندیطبق تعریف سیستم اجزا و ارتباط بین آن ها در راستای تحقق هدف معنا می یابند.فلسفه وجود هر سیستمی تحقق هدف آن است.لذا تعیین هدف اهمیت بسیاری دارد.البته تعیین هدف خود وابسته به معرفت شناسی (Epistemology) سپس جهان بینی (World View) و در سطح پایین تر ارزش ها، پارادایم فکری و استعارات سیستمی حاکم بر ذهن طراح سیستم دارد.توضیحات این موضوعات در فصل سوم آورده خواهد شد.به عنوان مثال اگر از فردی تعریف اتومبیل خواسته شود معمولا به این صورت پاسخ می دهد که، «اتومبیل وسیله ای است دارای چهارچرخ که با مصرف سوخت حرکت می کند».در صورتی که یک متخصص سیستم با دید هدف مندی این تعریف را به شکل روبرو بیان می کند: «اتومبیل، وسیله ای است که بدون نیاز به نیروی محرک انسانی برای حمل مسافر یا بار از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت می کند».یعنی معمولا افراد به جای تمرکز بر هدف اجزای سیستم را در تعریف آن ذکر می کنند.

اسلاید 13: هدف مندی (ادامه)در در تعریف سیستم باید دقت کرد که تا حد ممکن هدف سیستم دقیق و مشخص تعریف شود تا هویت مشخصی برای سیستم ترسیم شود.اما در تعریف سیستم روش تحقق این هدف تا حد ممکن باید کلی تعریف شود تا بتوان در مواجهه با مسئله از روش های گوناگون فراخور موقعیت استفاده کرد.در مثال تعریف ماشین می بینیم که در تعریف سیستمی هدف به وضوح ذکر شده است: (دقت کنید که تعریف سیستم باید با نام آن هم خوانی داشته باشد.)«بدون نیاز به نیروی محرک انسانی» (بیان گر مفهوم واژه «اتو»)این نیرو می تواند باد، خورشید و یا هر نیروی غیر انسانی باشد. (آزادی روش تحقق)«برای حمل مسافر یا بار از نقطه ای به نقطه ای» (بیان گر مفهوم واژه «مبیل»)یعنی ماشین بدون سرنشین جهت شناسایی با این تعریف اتومبیل محسوب نمی شود. (محدود کردن هدف)

اسلاید 14: مرز و محیطتمام عوامل جهان روی هم و روی متغیر اصلی مورد بررسی در مسئله اثرگذار هستند.اما نمی توان همه عوامل جهان را در تحلیل وارد کرد زیرا از یک سو توان ساخت مدلی که شامل تمام متغیرها و روابط بین آن ها باشد نیست.و از سوی دیگر توان تحلیل چنین مدلی میسر نمی باشد.پس باید به سیستم خود حد بزنیم و محدوده و مرز مورد بررسی خود (System in Focus یا System of Interest) آن را مشخص کنیم.البته این که چه متغیری درون سیستم و چه متغیری بیرون سیستم باشد به شدت وابسته به هدف سیستم است.

اسلاید 15: ورودی و خروجیهر سیستمی باید عناصری را به متغیرهایی از محیط را به عنوان ورودی بگیرد.نیز متغیرهایی را به محیط به عنوان خروجی به محیط بدهد. البته باید دقت کرد که عده ای سیستم را فقط به عنوان یک جعبه سیاه (Black Box) که ورودی ها را به خروجی تبدیل می کند می بینند.اغلب این افراد به روابط داخل سیستم توجه نمی کنند و سعی می کنند با تحلیل های آماری طبق روند گذشته رفتار آینده سیستم را برون یابی کنند.با توجه به سرعت تغییرات محیطی و سرعت افزایش پیچیدگی ها این تحلیل ها روابط و خواص ظاهر شونده را که در آینده بروز می کنند از قلم می اندازد فلذا تحلیلی نامعتبر از رفتار سیستم ارائه می دهند.

اسلاید 16: آنتروپی (تنوع)سرعت تغییرات در محیط امروزی بسیار بالاست.وارد کردن این تغییرات در سیستم مورد بررسی ضروری می باشد.دیگر نمی توان بر رویکردهای و روش های استاتیک اکتفا کرد و باید سیستم ها را به صورت دینامیک مورد بررسی قرار داد.این تغییرات سبب ایجاد حالات جدیدی می شود که هر یک را یک تنوع جدید می نامند.هر چقدر این تنوعات محیطی بیشتر شود کنترل سیستم دشوارتر شده و اگر با روند فعلی به کنترل سیستم بپردازیم بی نظمی سیستم بیشتر می شود.لذا کنترل به عنوان یک امر ابدی موضوعیت پیدا می کند.این بی نظمی در ادبیات علمی با واژه آنتروپی(Entropy) شناخته می شود.طبق یک قاعده کلی آنتروپی کل جهان در حال افزیش و به عبارت دیگر جهان در حال بسط یافتن است

اسلاید 17: بازخوردکنترل سیستم ها بر این اساس است که سیستم در راستای هدف خود حرکت کند.این کنترل به دو صورت شکل می گیرد:بازخورد منفی: کشف وضعیت فعلی در نسبت با هدف (Information) وانجام اقدام اصلاحی (Control) برای نزدیک کردن سیستم به هدف در آینده.بازخورد مثبت: اقدامی پیش گیرانه (Control) در جهت این که از هدف فاصله پیدا نکنیم اتخاذ می شود و سپس فاصله از هدف سنجیده می شود (Information).در ادبیات بازخورد بیشتر به معنی بازخورد منفی شناخته می شود. بازخورد منفی را اصطلاحا اقدام انفعالی و بازخورد مثبت را اقدام فعالانه نیز می خوانند.بازخورد و کنترل مبنای علم سایبرنتیک و سیستم های سایبرنتیکی است که در فصول بعدی بیشتر توضیح داده خواهد شد.لازم به ذکر است که عده ای از محققین سیستم را فقط بازخورد ها و کنرتل های آن می دانند و بر این مبنا سیستم را تعریف می کنند که صحیح نمی باشد.

اسلاید 18: تمایزپس از تعریف هدف سیستم در راستای تحقق آن با توجه به شرایط محیطی کارکردهایی (Function) تعریف می شود.هر یک از اجزای سیستم باید با توجه به تخصص خود مسئولیت انجام یکی یا چند تا از این کارکردها را به صورت تکی یا به همراه اچزای دیگر به عهده بگیرد.ایجاد این تمایزات (Differentiations) در انجام کارکردهای مختلف به واسطه تفاوت تخصص و ویژگی های هر جز الزامی و با توجه به متفاوت بودن کارکرد ها مورد نیاز است.تخصیص کارکردها به اجزای سیستم مبحثی است که در مهندسی سیستم (System Engineering) مورد بحث قرار می گیرد. که در فصول بعدی توضیح داده خواهد شد.باید دقت کرد که مهندسی سیستم میان رشته ای سیستمی است که در مجموعه تفکر سیستمی سخت جا می گیرد.به عبارت دیگر بررسی سیستم های غیرفنی با این متدولوژی مشکلات ذکر شده برای تفکر سیستمی سخت را در پی خواهد داشت.

اسلاید 19: مقدمه ای بر تئوری سیستم ها

اسلاید 20: روند تاریخی علومدر عصر کل گرایی یا عصر علامه ها، یک علامه تمام علوم عصر خود را که شامل طب، ریاضیات، نجوم و ... که انگشت شمار بودند می دانست.این عصر را تا رنسانس قرن 15 می دانند.با توجه به نیاز به تخصصی شدن این علوم تعداد رشته در عرض 400 سال از قرن 15 تا قرن 19 به از کمتر از 10 رشته به 700 رشته (Discipline) رسید.به این دوره عصر تقلیل گرایی گفته می شود.در شناخت‌شناسی و علوم تقلیل‌گرایی یا فروکاست‌گرایی(Reductionism) مفهومی‌ست مربوط به تقلیل و فروکاهی طبیعت اشیاء و رفتار پیچیده پدیده‌ها به مجموع مؤلفه‌ها و اصول بنیادین آن‌ها.مفهوم تقلیل‌گرایی را نخستین بار دکارت ( ۱۵۹۶ - ۱۶۵۰) معرفی نمود. برای دکارت تمامی جهان همانند یک ماشین می‌نمود، که می‌شد با مطالعه هر یک از اجزاء و مؤلفه‌هایش به شناخت و فهم کل آن نائل آمد. کارها و ایده‌های دکارت توسط نیوتون (۱۶۴۳ - ۱۷۲۷) گسترش یافته و ادامه پیدا کرد، که سرانجام به انتشار اصول ریاضی فلسفه طبیعی وی در سال ۱۶۸۷ انجامید.

اسلاید 21: روند تاریخی علوم (ادامه)در دهه 70 قرن بیستم، با توجه به جدا بودن هر یک از این رشته ها از هم دانشمندان نمی توانستند مسئله مرتبط با چند حوزه را به خوبی پاسخ دهند.این امر به ایجاد چند رشته ها (Multi-Disciplinary) و میان رشته ها (Inter-Disciplinary) مانند مهندسی پزشکی، مکاترونیک، روان شناسی صنعتی و ... انجامید.اما با این کار تعداد رشته ها به بیش از 2500 رشته رسید.با توجه به تعداد بالای رشته ها، محققین به دنبال قواعدی جهان شمول بودند که بر تمام رشته های علمی حاکم باشد.لذا فرارشته هایی (Trans-disciplinary) مانند سایبرنتیک (Cybernetics)، بیوانفورماتیک (Bioinformatics) و... بوجود آمدند.مجموعه این فرارشته ها در تئوری سیستم ها می گنجد.

اسلاید 22: انواع رشته هادر انتهای این فصل مفاهیم چندرشته، میان رشته و ... را شرح می دهیم.تقاطع رشته ای (Cross-Disciplinary) : استفاده از یک روش در رشته ای دیگر به منظور حل قسمتی از مسئله این رشته بدون ممزوج شدن این روش در این رشته. به عنوان مثال استفاده از روش باغبانی برای بهبود کیفیت آموزش در محیط های تحصیلی.چند رشته ای (Multi-Disciplinary) : استفاده از چند روش در رشته ای دیگر به منظور حل قسمتی از مسئله این رشته بدون ممزوج شدن این روش ها در این رشته. به عنوان مثال استفاده از روش باغبانی و معماری برای بهبود کیفیت آموزش در محیط های تحصیلی.چند رشته ای (Inter-Disciplinary) : ترکیب و ممزوج شدن چند رشته در سطوح اساسی (فرضیات و پاردایم ها) برای حل یک مسئله با ابعاد گوناگون. به عنوان مثال ایجاد متدولوژی ترکیب فضای سبز و بنا برای بهبود کیفیت آموزش در محیط های تحصیلی.چند رشته ای (Trans-Disciplinary) : استخراج قواعد کلی حاکم بر تعداد زیادی از رشته های علمی به صورت مجرد از رشته برای به کارگیری در رشته های دیگر. به عنوان مثال استخراج قاعده آنتروپی از فیزیک، شیمی و.. و به کارگیری آن سایبرنتیک و مدیریت. و یا استخراج قاعده خود-سازمانی (Self-Organizing) از علوم طبیعی و استفاده از آن در تئوری سازمانی.