آشنایی با تکنیک شبیه سازی
شبیه‌سازی به مجموعه‌ای از روش‌ها، برای تقلید رفتار یک سیستم واقعی با کمک کامپیوتر، اطلاق می‌شود و هدف آن تحلیل و بررسی عملکرد سیستم تحت مطالعه و ایجاد بهبود در آن و یا انجام پیش‌بینی‌ها است. امروزه شبیه‌سازی در گستره زیادی از علوم کاربرد دارد و با توجه به قدرت و محبوبیتی که کسب کرده است، باعث شده است تا نرم‌افزارهای بسیار کارآمدی در این زمینه تولید و روانه بازار شود. مانند بسیاری از روش‌های تحلیلی، شبیه‌سازی نیز شامل ساخت مدل‌های انتزاعی از یک سیستم واقعی می شود.
برای چه چیزی باید مدل سازی شود؟
در دنیای پیرامون ما، مثال‌های واقعی متعددی وجود دارد که تحلیل‌گران علاقمند به بهبود عملکرد آنها هستند، هدف عمده این بهبودها، کاهش هزینه‌ها، افزایش رضایت بیشتر مشتریان و یا افزایش در آمده است. به مثال‌های زیر توجه کنید:
- یک کارخانه تولیدی به همراه ماشین‌ها، افراد، وسایل حمل و نقل، نوارهای نقاله و فضاهای انبارش.
- یک بانک یا سایر سازمان‌های ارایه دهنده خدمات و تسهیلات، ارائه دهنده خدمات فردی به همراه انواع مشتریان.
- یک شبکه توزیع شامل کارخانه ها، انبارها و شبکه های ارتباطی
- یک بخش اورژانس بیمارستان شامل پرسنل، اتاق ها، تجهزات، تدارکات، حمل و نقل بیماران
- یک سیستم حمل و نقل عمومی شامل آزاد راه‌ها، تقسیم بندی‌ها، معابر تداخل کنترل و ترافیک فرودگاه با انواع زیر سیستم‌های آن نظیر پارکینگ، سالن انتظار، گیشه های تهیه بلیط، کانترهای پذیرش مسافر و غیره.
همان طور که عنوان شد، افراد اغلب یک سیستم واقعی را یا برای عملکرد و بهبود در آن و یا با هدف طراحی یک سیستم جدید بررسی می‌کنند. اغلب مدیران تمایل دارند از ابزاری که بتواند آنها را در رفع امور و فعالیت‌های کمک کند، استفاده کنند. مثلا اگر یکی از ماشین‌های مهم تولید دچار توقف شد چه کار باید بکنند؟.
شبیه سازی کامپیوتری
شبیه سازی کامپیوتری به روش‌های تحقیق و بررسی مدل‌های متنوع در دنیای واقعی اشاره دارد. این بررسی‌ها توسط محاسبات عددی و طراحی مدل عملیات های سیستم در نرم افزار می باشد. شبیه سازی روشی برای طراحی و خلق یک مدل کامپیوتری از واقعیت و یا پیشنهاد سیستمی است که در دنیای واقعی موجود نیست و تنها از طریق شبیه سازی است که می توانیم درک بهتری از سیستم در شرایط متفاوت داشته باشیم. اگر چه شبیه سازی توان تحلیل سیستم های ساده را دارد، اما قدرت این روش زمانی درک می شود که سیستم های پیچیده و بزرگ را مورد بررسی قرار می دهد.
تئوری شبیه سازی تنها یک ابزار برای مدل کردن سیستم نمی باشد بلکه این امکان را به شما می‌دهد تا بتوانید به کمک آن، سیستم‌های پیچیده را تحلیل کنید. روش‌های دیگری نیز برای تحلیل این گونه سیستم‌ها وجود دارند، با این تفاوت که روش‌های دیگر به دلیل حجم بالای اطلاعات و پیچیدگی مسایل در دنیای واقعیت از فرضیات ساده شونده بسیاری استفاده می کنند و همین امر باعث شده تا تحلیل درست و نزدیکی به سیستم واقعی را نداشته باشند. به همین علت برای نمایش و تحلیل یک سازمان با تمامی جزییات و بدون فرضیات ساده شونده، از شبیه‌سازی استفاده می شود که در واقع تحلیلی منصفانه تر و معتبرتر از سیستم را برای تصمیمات استراتژیک مدیران فراهم می‌کند.
محبوبیت و مزایای شبیه سازی
بررسی‌های انجام شده در سال ۱۹۷۸ در دپارتمان تحقیق در عملیات دانشگاه آمریکایی Western Reserve، روش‌هایی که دانشجویان پس از فراغت از تحصیل به آنها علاقه‌مند میمانند را رتبه بندی کردند در این رتبه بندی چهار روش تحلیل آماری ، تحلیل سیستمی، پیش‌بینی و سیستم اطلاعات جزو دسته‌های اصلی بوده و همچنین گستردگی و عمومیت بیشتری را نیز در بررسی سیستم‌ها داشته‌اند در آن سالها، شبیه‌سازی علمی نوپا بود که در رتبه‌بندی نسبت به ابزارهای قدیمی طرح تحقیق در عملیاتی مانند برنامه‌ریزی خطی و تئوری صف، در جایگاه بهتری قرار گرفت. در سال ۱۹۷۹ تحقیقی صورت گرفت که در آن از ۱۳۷ شرکت بزرگ خواسته شد تا ابزارهای مورد استفاده خود در حل مسائل مدیریتی خود انتخاب کنند در این میان ۹۳ درصد از شرکت‌ها از روش تحلیل آماری استفاده می‌کردند که باعث شد تا این روش در جایگاه نخست قرار گیرد دومین ابزار شبیه سازی بود که با کسب ۸۴ درصد نشان داد که در بسیاری از شرکت‌ها کاربرد دارد در اینجا نیز، استفاده از شبیه سازی نسبت به ابزارهایی مانند برنامه ریزی خطی، تئوری موجودی و برنامه ریزی غیر خطی بیشتر بوده است از نظرسنجی انجام شده در سال ۱۹۸۰ از اعضای گروه تحقیق در عملیات، انجمن مهندسان صنایع آمریکا در زمینه ابزارهای محبوب آنها برای حل مسائل، به این نتیجه رسیده‌اند که شبیه‌سازی از نظر مطلوبیت و علاقه‌مندی در رتبه نخست قرار دارد ولی از نظر شناخت و آگاهی پس از برنامه ریزی خطی در جایگاه دوم قرار گرفت که این نیاز احساس شد که باید بر شبیه سازی در دانشگاه و دروس آکادمیک تأکید بیشتری شود.
نرم افزار ارنا (ARENA) یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای شبیه سازی و مدل سازی فعالیت‌ها می‌باشد. این نرم‌افزار برای آنالیز تغییرات در زمینه طراحی مجدد سیستم‌های تولید، خدمات و کامپیوتر به وجود آمده است. نرم افزار ارنا با حداکثر انعطاف پذیری این امکان را فراهم می‌کند تا در هر درجه مطلوب از لحاظ جزئیات و پیچیدگی‌ها، مدل سازی را به انجام برساند. در شکل زیر نمایی از نرم‌افزار ارنا آورده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود این نرم‌افزار از دو بخش فلوچارت‌ها و صفحه گسترده تشکیل شده است. قسمت فلوچارت نمای گرافیکی و فلوچارت فرآیند به همراه تصویرسازی و متحرک سازی در این قسمت به نمایش در می‌آید. در قسمت صفحه گسترده نیز داده‌های ورودی به مدل نمایش داده می‌شود. همچنین کاربر اطلاعات ماژول‌ها را در این بخش درج، ویرایش یا حذف می‌نماید. در ضمن تمام عناصر مشابه نیز یکجا در این قسمت با هم نشان داده می‌شوند.
پانل‌های مختلف نرم افزار ارنا
در نرم افزار شبیه سازی آرنا پانل های متفاوتی وجود دارد که هر یک امکانات متفاوتی را در اختیار کاربر قرار می‌دهند. از جمله‌ی این پانل‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- Basic Process
- Advanced Process
- Advanced Transfer
- Block
- Elements
- Contact Center
- Flow Process
- Packing
هر یک از این الگو‌ها در شرایط خاصی به کاربر در مدل‌سازی کمک می‌کنند. به طور مثال برای شبیه سازی سیستم‌های پیوسته می‌توان از پانل Flow Process استفاده نمود یا در مدل‌سازی سیستم‌های حمل و نقل نظیر لیفتراک، نقاله‌ها و … می‌توان از پانل Advanced Transfer استفاده کرد.
ابزارهای تحلیلی ارنا
در نرم‌افزار شبیه‌سازی آرنا همچنین از ابزارهای مختلفی برای تجزیه و تحلیل هر یک از گام‌های مطالعه‌ی شبیه‌سازی استفاده شده است که این امکان را به تحلیلگر می‌دهد از صفر تا صد یک مطالعه‌ی شبیه‌سازی را به کمک این نرم‌افزار انجام دهد و نیاز وی را به سایر نرم‌افزارهای تحلیلی به صفر برساند. نمونه‌ای از این ابزارهای تحلیلی را در زیر مشاهده می نمایید:
- انیمیشن‌سازی دو بعدی و سه بعدی
- ساخت داشبورد مدیریتی برای تحلیل تمام نتایج و خروجی‌ها در حین اجرای مدل
- ابزار تجزیه و تحلیل ورودی‌ها (InPut Analyzer) برای برازش بهترین تابع توزیع در نمونه‌ها
- مشاهده نتایج به صورت کامل (خروجی‌ها و شاخص‌هایی که توسط کاربر تعریف شده‌اند و خروجی‌هایی که توسط نرم‌افزار به صورت پیش فرض جمع آوری گردیده است)
- ابزار تجزیه و تحلیل خروجی‌ها (Out Put Analyzer)
- ابزار تجزیه تحلیل چند سناریوی مشخص (Process Analyzer)
- ابزار یافتن بهترین سناریو و بهینه سازی مدل (Opt Quest)
و در آخر:
در این قسمت توضیحاتی آموزنده در مورد شبیه سازی با آرنا گذاشته شد. در آینده مطالب بیشتری را در اختیار شما قرار خواهیم داد، با آرزوی بهترین‌ها برای شما خواننده محترم.
منابع:
دیدگاه خود را بنویسید