X
تبلیغات
برگشت به صفحه اصلی تارنگار
کنکاش - شبيه سازي
کنکاش در حوزه سيستمهای اقتصادی اجتماعی و به وِیژه حوزه رفاه و تامین اجتماعی کنکاش می نماید.

1) مقدمه

عنوان يك خبر برايم بسيار جالب بود:

دانشجويان نشست ناتو را شبيه سازي مي كنند.

تلاش های آنان بخشی از بیست و هفتمین نشست شبیه سازی شده ناتو در دانشگاه هاروارد است. دانشجویانی از بیش از 20 دانشگاه در رشته های گوناگون در این گردهمایی شرکت کردند.

نشست های شبیه سازی شده ناتو و رویدادهای واقعی در جهان خارج، به دانشجویان درک بهتری در مورد چگونگی عملیات ناتو و نقش آن در عرصه های بین المللی می دهد.


بعد از خواندن اين خبر، لازم ديدم با توجه به اهميت شبيه سازي در سيستمهاي اقتصادي اجتماعي مروري اجمالي بر آن داشته باشم. انشالله مفيد واقع گردد.

2) شبيه سازي چيست:

شبيه سازي علم و هنر ساختن نمايشي (مدلي) از يک فرايند يا سيستم، به منظور ارزيابي و آزمايش راهبردها مي باشد.

شبيه سازي روشي براي آگاهي از نتايج ايده هاي پيشنهادي قبل از اجراي آنها مي باشد. فلذا ملاحظه مي فرمائيد اين موضوع تا چه براي تصميم سازان و تصميم گيران و بوي‍ژه در سازمان هاي حساس اجتماعي اقتصادي مي تواند مفيد باشد و از سوئي ديگر هزينه هاي ناشي از عدم اطمينان (عدم قطعيت) را كاهش دهد.

Simulation is seeing before being!

تكنيك شبيه سازي، فرايندي است كه به سازمانها كمك مي كند تا نتايج عملكرد و فرآيند تصميم گيري خود را پيش‌بيني، مقايسه و بهينه سازي كنند؛ بدون اينكه هزينه و ريسك تغيير فرآيندهاي جاري و اجراي جديد را، متحمل شوند.

در حقيقت، شبيه سازي فرآيندي تكنيكي است كه امكان نمايش فرآيند ها، منابع، كالاها و خدمات را در مدل ديناميكي فراهم مي كند.

به وسيله اين ابزار كارامد، مي توان هزينه ها و ريسك اتخاذ تصميمهاي نادرست در سازمان را كاهش داد و فرآيندها و محصولات سازمان را بهبود بخشيد.

هدف از ايجاد شبيه سازي به عنوان ابزاري جهت تحليل براي پيش بيني تاثير تغييرات سيستمهاي موجود و طراحي براي پيش بيني عملكرد سيستم جديد است.

مطالعات شبيه سازي براي تغيير در چگونگي روشهاي كار و روشهاي به كارگيري منابع است. مطالعات شبيه سازي مـــي تواند تاثيرهاي فراواني بر ارزش افزوده نهايي داشته باشند. اين امر موجب شده است كه در مهندسي مجدد طرحها، طراحي كارخانه و محصول، شبيه‌سازي كاربردهاي ويژه خود را يافته، مدل سازي از واحدهاي توليد، مطرح و اجرا شود. شبيه سازي يكي‌ از روشهايي است‌ كه‌ براي‌ شناخت‌ وضع‌ موجود و بهبود عملكرد سيستمها به وجود آمده‌ و يكي‌ از پرقدرترين‌ و مفيد ترين‌ ابزارهاي‌ تحليل‌ عملكرد فرايندهاي‌ پيچيدة‌ سيستمها است.‌

با استفاده از شبيه‌سازي، مي‏توان طيف گسترده‌اي از مسائل ديناميك (پويا) را در حوزه‌هاي ساخت و توليد، پشتيباني و خدمات، تجزيه و تحليل كرد. شبيه‌سازي اين امكان را فراهم مي ‏آورد تا بتوان جريان مواد و كالاها، منابع انساني، و اطلاعات را در سازمان خود مدل سازيد و به واسطه شبيه سازي و تنظيم سناريو‏هاي مختلف، انيميشن 3 بعدي و ... سيستم را مورد تجزيه و تحليل قرار داده، نسبت به انجام بهبودهاي بالقوه در آن اهتمام ورزيد. تغييرات در سيستم را مي توان ابتدا شبيه سازي كرد تا تاثيرشان بر عملكرد سيستم پيش بيني شود.

شبيه سازي به منظور بررسي سيستمهاي در دست طراحي نيز پيش از ايجاد آنها، كاربرد دارد. 

3) چه زمان بايد از شبيه سازي استفاده کرد:

3-1) شرايطي که تجزيه تحليل جبري ميسر نمي باشد مانند سيستم هاي غير قطعي، سيستم هاي پويا و سيستم هاي پيچيده

3-2) شرايطي که امکان آزمايش در دنياي واقعي وجود ندارد مانند سيستمي كه هنوز ايجاد نشده است، ريسک هاي زياد و خطرناکي وجود دارد و يا هزينه آزمايش بالاست.

4) چه زمان نبايد از شبيه سازي استفاده کرد:

4-1) مسئله به طور کامل بررسي و مطالعه نشده است.

4-2) هدف فرموله شده اي وجود ندارد.

4-3) مسئله را مي توان از طريق محاسبات جبري حل کرد.

4-4) هيچ ديدي نسبت به جواب هاي مسئله وجود ندارد.

4-5) بهره وري سيستم بسيار بالاست و الگوي ورود نيز بي نظم مي باشد.

5) شبيه سازي شامل چه مراحلي است:

5-1- معرفي

5-2- تعريف مسئله

   5-2-1- تعيين اهداف مسئله

   5-2-2- فهرست موارد مهم

   5-2-3- تعريف محدوده  و مرزهاي مسئله  

   5-2-4- تعيين سطح جزييات

   5-2-5- آيا يک مدل شبيه‌سازي مورد نياز است و مدلهاي تحليلي قادر به حل مسئله نيستند؟ 

   5-2-6- تعيين منابع مورد نياز براي انجام مطالعه

   5-2-7- تحليل سود و هزينه

   5-2-8- تهيه يک نمودار برنامه ريزي براي پروژه تعريف شده

   5-2-9- تهيه Proposal براي پروژه

5-3- طراحي روند مطالعه

   5-3-1- تخمين عمر مدل

   5-3-2- تعيين فرض ها

   5-3-3- تخمين تعداد مدل هاي مورد نياز

   5-3-4- تعيين امکانات انيميشن مورد نياز

   5-3-5- انتخاب ابزارها

   5-3-6- تعيين داده هاي مورد نياز و داده هاي موجود

   5-3-7- تعيين نيروي انساني و مهارت هاي مورد نياز

   5-3-8- تعيين مخاطبان مدل

   5-3-9- تعيين اقلام قابل تحويل

   5-3-10- تعيين اولويت اين پروژه نسبت به ساير پروژه ها

   5-3-11- تعيين تاريخ هاي مهم

   5-3-12- تعيين ويژگي هاي عملياتي پروژه

5-4- تعريف مدل مفهومي

   5-4-1- تعيين پيوستگي، گسستگي يا ترکيبي بودن مدل

   5-4-2- تعيين عناصري که نقش مهمي در سيستم دارند.

   5-4-3- تعريف نهادها (Entity) ها در مدل

   5-4-4- تعيين سطح جزئيات در مدل براي توصيف اجزا

   5-4-5- تعيين امکانات گرافيکي مورد نياز

   5-4-6- تعيين بخش هايي از سيستم که نياز به تعريف منطق کنترل دارند.

   5-4-7- تعيين روش جمع آوري داده هاي آماري از سيستم

5-5- فرموله کردن ورودي ها، فرض ها و ويژگيهاي فرآيند

   5-5-1- تعريف فلسفه عملياتي سيستم

   5-5-2- تعيين محدوديت هاي فيزيکي سيستم

   5-5-3- تعيين آغاز و پايان عمر عناصر سيستم

   5-5-4- تعريف جزئيات پروژه

   5-5-5- تعيين ويژگي هاي پروژه  

   5-5-6- تعيين ويژگي هاي سيستم حمل ونقل کارخانه

   5-5-7- فهرست کردن فرض ها

   5-5-8- تحليل داده هاي ورودي

   5-5-9- تعيين پارامترهاي هربار اجراي مدل

   5-5-10- تعيين ويژگي هاي عملياتي پروژه

   5-5-11- معتبرسازي مدل مفهومي

5-6- ساختن، بررسي صحت و معتبرسازي مدل

5-7- طراحي آزمايشات و اجراي آنها در مدل

5-8- مستندسازي و ارائه نتايج

   5-8-1- کتاب پروژه

   5-8-2- مستندسازي ورودي ها، کدها و خروجي مدل

   5-8-3- تعيين ويژگي هاي عملياتي پروژه

   5-8-4- تهيه دستورالعمل استفاده

   5-8-5- تهيه دستورالعمل نگهداري

   5-8-6- بررسي و مطالعه نتايج مدل

   5-8-7- توصيه هايي براي مطالعات بعدي

   5-8-8- گزارش و ارائه نهايي مدل

5-9- تعيين دوره عمر مدل

   5-9-1- طراحي واسطه هاي کاربرپسند براي وارد کردن ورودي ها و دريافت خروجي هاي مدل

   5-9-2- تعيين مسئوليت هاي مدل و آموزش

   5-9-3- بررسي يکارچگي داده ها و صحت رويه ها

   5-9-4- انجام آزمون هايي براي اطمينان از صحت داده ها

5-10- نتيجه گيري

6) دام هاي شبيه‌سازي

6-1- تعريف نکردن اهداف مطالعه شبيه‌سازي در آغاز پروژه

6-2- برقرار نکردن ارتباط مناسب و فعال با مشتريان پروژه شبيه‌سازي

6-3- آگاهي ناکافي از مفاهيم احتمالات، آمار و متدولوژي شبيه‌سازي

6-4- تعيين نکردن سطح دقيق جزئيات مورد نياز به ويژه در آغاز مطالعه

6-5- نامناسب بودن داده هاي آماري جمع آوري شده

6-6- بي توجهي به مسائل فني در استفاده از بسته هاي نرم افزاري شبيه‌سازي 

6-7- به کارگيري نرم افزارهاي شبيه‌سازي بدون فهم کامل مفروضات پايه اي آنها

6-8- استفاده نادرست از امکانات انيميشن نرم افزارهاي شبيه‌سازي

6-9- جايگزين کردن يک توزيع آماري با ميانگين آن

6-10- استفاده از يک توزيع آماري نادرست

6-11- ناتواني در تحليل و يا تحليل نادرست نتايج و خروجي هاي مدل

7) نرم افزار هاي مورد استفاده در شبيه‌سازي

در این بخش به نرم افزارهای مطرح در زمینه شبیه سازی، قیمت ها و قابلیت های آنها پرداخته می شود:

7-1) نرم افزار Arena :

ساخت کشور آمریکا است. یکی از مطرح ترین نرم افزارهای شبیه سازی است و بسیاری از مهندسان صنایع داخل کشور با آن آشنایی دارند. در واقع نرم افزار Arena برای شبیه سازی گسسته پیشامد (Discrete Event Simulation) مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر در ایران امکان تهیه این نرم افزار وجود ندارد و فقط برای انجام پروژه های درسی و با استفاده از ورژن آزمایشی مورد استفاده قرار می گیرد. قیمت این نرم افزار در حدود 26000 دلار می باشد.


7-2) نرم افزار SIMUL8 :

ساخت کشور انگلیس بوده و یکی از ارزانترین و پرکاربردترین نرم افزارهای شبیه سازی است. قیمت پایه این نرم افزار 1500 دلار است. این نرم افزار برای شبیه سازی گسسته پیشامد کاربرد دارد. از مزایای این نرم افزار کاربری بسیار ساده آن می باشد. در ایران دارای نمایندگی رسمی است. 


7-3) نرم افزار AnyLogic :

این نرم افزار توانایی انجام سه روش شبیه سازی را در یک محیط نرم افزاری داراست. شبیه سازی گسسته پیشامد، System Dynamics و Agent-Based Modeling روش هایی هستند که کاربر می تواند به صورت تکی یا ترکیبی برای ساخت مدل خود استفاده کند. قیمت پایه نرم افزار 4800 یورو است. این نرم افزار دارای نمایندگی رسمی در ایران است.


7-4) نرم افزار Promodel :

این نرم افزار دارای کاربرد زیادی در زمینه شبیه سازی گسسته پیشامد است و در کشورهای دیگر، استفاده زیادی از آن می شود و به عنوان رقیب جدی نرم افزار Arena می باشد. این نرم افزار نیز ساخت کشور آمریکا است و امکان تهیه آن در ایران وجود ندارد.


7-5) نرم‏افزار شبیه‏سازی  Enterprise Dynamics 7 Studio:

با استفاده از این نرم‏افزار شما می‏توانید شبیه‏سازی خود را به صورت کاملاً شئ‏گرا انجام دهید. استفاده از این نرم‏افزار به شما این امکان را می‏دهد تا سیستم مورد نظر خود را با دقت و سرعت غیر قابل تصوری مدل‏سازی، شبیه‏سازی و متحرک‏سازی کنید. بر خلاف نرم‏افزارهای مرسوم در بازار مانند Rockwell Arena که فرایند گرا هستند، شما می‏توانید از خصوصیات شئ‏گرایی در مدل‏سازی خود حداکثر بهره‏برداری را انجام دهید.


7-6) نرم افزار AutoMod :

كاربرد در مدل‌سازي، سرعت بالا، تكميل خودكار، جزئيات مدل، ساختن مدل سه بعدي به طور اتوماتيك، امكان عيب‌يابي، قابل استفاده برای طرح‌ريزي.


7-7) نرم افزار Micro Saint :

ایجاد سيستم‌های پيچيده شامل مدل‌های بزرگ از سيستم‌های ساخت، مونتاژ و حمل و نقل، ایجاد سريع مدل‌ها، قابليت ایجاد، شبيه‌سازي، آناليز و تفسير و طرح‌ريزي مدل‌ها، برای نشان دادن واقع‌گرایانه سيستم از طرح‌های متحرك استفاده مي‌شود.


7-8) نرم افزار Siman :

اولين زبان شبيه‌سازي برای مدل‌سازي سيستم‌های ساخت، اولين زبان قابل اجرا بر روي ميكروكامپيوترها، دارای منوهای بسيار قوي، مشخص نمودن مشخصه‌های ديناميكي و استاتيكي، شبيه‌سازي در 3 قسمت انجام مي‌شود: 1‌- تهيه مدل؛ 2- تهيه چارچوب آزمایش؛ 3- تجزيه و تحليل و آناليز اطلاعات به دست آمده.


7-9) نرم افزار SimFactory :

كاربرد در طرح‌ريزي و شبيه‌سازي، رسم طرح مورد نظر در محيط 14 و13 و ACAD 12 و انتقال به محيط نرم‌افزار، نشان دادن بخش‌ها با جزييات، نمایش جريان مواد به صورت انيميشن، طراحي Layout, Planning, Maintanace Analysis و Transportation Planning، پيشگويي عملكرد فرایندها.


7-10) نرم افزار Taylor :

شبيه‌سازي توليد محصولات به صورت تكي و بسته‌ای، رسم طرح مورد نظر در ACAD، امكان ديدن مدل از زوایای مختلف و جهت‌های گوناگون، دارای مفسر بسيار قوي به نام TLI ، انواع Fixed Costها، نرخ بهره و ارزش افزوده، ایجاد انواع گراف‌ها و گزارشات متناسب تمام رنگي، ضبط مستندات و مشاهده انواع اطلاعات راجع به عناصر، محصولات، كارها، مسير حركت و… ، در هر لحظه، كاربرد در مدل‌های مسيري.


7-11) نرم افزار Vent Ana Simulation Environment (VENSIM) :

از كامل‌ترين نرم‌افزارهای شبيه‌سازي، كاربرد برای مدل‌های مفهومي، ایجاد، تجزيه و تحليل، طبقه‌بندي و شبيه‌سازي مدل‌ها، در نسخه‌هاي PLE ایجاد دياگرام و رمز عبور، شبيه‌سازي، مستند‌سازي Standard قادر به ایجاد طبقه‌بندي و شبيه‌سازي مدل‌ها Professional  مدل كردن سيستم‌های پيشرفته و بهينه كردن آنDSS  قابليت بالا در مدل كردن Run Time ارائه مي‌شود.


7-12) نرم افزار ShowFlow :

به كمك آن ميتوان جريان مواد و كالاها، منابع انساني و اطلاعات را در سازمانها مدل كرد. اين نرم افزار داراي قابليت نمايش گرافيكي 2 و 3 بعدي شبيه سازي سيستم به صورت انيميشن و از قدرت تجزيه و تحليل بسيار بالا و برطرف نمودن نقاط ضعف برخوردار مي باشد.

8) زمينه هاي كاربردي شبيه‌سازي

مديريت زنجيره تامين (SCM)

برنامه ريزي سيستم توليد

سيستم پشتيباني و تعميرات پيشگيرانه

جريان مواد و اطلاعات در سازمان

بالانس خطوط توليد

طرح ريزي كارخانه

سيستم ذخيره كالاها و انبار هاي مواد اوليه

سيستم هاي حمل و نقل

برنامه ريزي نيروي انساني

سيستم ترافيك

سيستم هاي خدماتي مانند بيمارستان، ادارات، تلفن هاي 110 و 118 ، تاكسي تلفني و ...

فرودگاه ها

جنگ هاي نظامي

سيستمهاي صف

سيستم هاي بزرگ مقياس توزيع

ساخت ربات در محيط مجازي

شبيه سازي بازي ها و مسابقات ورزشي ( فوتبال و ...)

...

9) نتيجه گيري :

تکنيک هاي شبيه سازي که براي ارزيابي سيستم ها به کار مي روند، ابزار بسيار مناسبي براي بهبود کيفيت مقياس، و معيارهاي مورد استفاده در فرآيند طراحي، کدگذاري، و آزمايش گامهاي سازمان ارائه مي دهند که مي توان آن را در شرايط واقعي به کار گرفت. در نتيجه احتمال وجود نقص در محصولات و خدماتي که به مشتري ارائه مي شوند کاهش يافته، نيازها و خواسته هاي مشتريان برآورده شده، سازمان به کاميابي در مأموريت خود دست مي يابد.

از سوي ديگر با استفاده از تکنيک شبيه سازي مي توان هزينه ها را پيش بيني و اولويتها را تعيين کرد.

محصولات و خدمات را طبقه بندي کرده، نيروي کار مورد نياز را تشخيص داد و در حقيقت با استفاده از داده هاي حاصل از به کارگيري تکنيک شبيه سازي، مديريت با اطمينان بيشتري در مورد هزينه، بودجه، نيروي انساني و... برنامه ريزي و تصميم گيري مي کند.

هر چند شبيه‌ سازي‌  روش‌ بسيار با ارزش‌ و مفيد براي‌ حل‌ مسائل‌ است‌ ، ولي‌ به‌ طور حتم‌ راه‌ حل‌تمام‌ مسائل‌ مديريت‌ نيست‌. هنوز تا حد زيادي‌ توسعه‌ و استفاده‌ از مدلهاي‌ شبيه‌ سازي‌ به‌ جاي‌ اينكه‌ علم‌باشد هنر است‌. بنابراين‌ مانند ساير هنرها تا حد زيادي‌ فن‌، موفقيت‌  يا شكست‌ را معين‌ نمي‌ كند بلكه‌  عامل‌تعيين‌ كننده‌، چگونگي‌  كار برد آن‌ است‌.

10) منابع:

شبيه سازي؛ كمك به مديران براي تصميم گيري، مترجم: اسماعيل كندري، http://www.petronet.ir

http://iipdigital.usembassy.gov

http://www.internationalmodelnato.org

http://www.simaron.com

http://iiie.ir


برچسب‌ها: شبيه سازي, Simulation
+ نوشته شده در  چهارشنبه دهم اسفند 1390ساعت 13:35  توسط رضا منوچهری راد  |