نمودار علت و معلولی

نمودار علت و معلولی (Causal Loop Diagram: CLD) ابزاری مهم برای نشان دادن ساختار بازخوردی سیستم‌­ها است. یک نمودار علت و معلولی از تعدادی متغیر تشکیل شده که بوسیله پیکان­‌هایی که نشان دهده تاثیرهای علی بین متغیرها هستند به هم متصل شده­‌اند. نظر به اهمیت این گونه مدل‌ها در مباحث پویایی سیستم در این بخش به تشریح کامل نمودار علت و معلولی پرداخته شده است.

تعریف نمودار علت و معلولی

مدل‌های علّی (Causal models) روابط علت و معلولی میان پدیده‌ها را بیان می‌کنند. به مدل‌های علّی که به تشریح این روابط می‌پردازند مدل مفهومی نیز گفته می‌شود. در این مدل‌ها موضوع مورد نظر از دیدگاه پدیدارشناسی مورد بررسی قرار گرفته و روابط اجزای سیستم به صورت جزئی بررسی می‌شود.

در این مدل‌ها به سیستم به عنوان یک جعبه سفید (White box) که درون آن مشخص است، نگاه می‌شود. براساس تفکر سیستمی و نظریه سیستم‌ها عامل کلیدی در این زمینه بازخورد می‌باشد که حلقه را تکمیل می‌کند. پس از تکمیل این مرحله نمودار حالت و جریان طراحی می‌شود.

دو عامل A و B دارای یک رابطه علت و معلولی می‌باشند اگر تغییر در A موجب تغییر در B گردد به شرطی که سایر عوامل ثابت باشند. روابط علت و معلولی می‌توانند مثبت و منفی باشند. اگر علت در یک جهت حرکن کند و معلول هم در همان جهت حرکت نماید در آن صورت به آن یک رابطه علت و معلولی مثبت گفته می‌شود. اگر علت در یک جهت حرکت کند و معلول در جهت مخالف آن حرکت نماید به آن یک رابطه علت و معلولی منفی گفته می‌شود.

اهمیت نمودار علت معلولی

اهمیت دوایر علت و معلولی (Causal Loop) در پویایی سیستم به اندازه‌ای است که مترادف با دوایر بازخوران (Feedback Loop) بکار می‌رود. پس از تعیین متغیرهای اساسی یک مسئله و مشخص شدن رفتار متغیر اصلی در طول زمان، ارتباط و تاثیر متقابل متغیرها از طریق روابط علی و معلولی پیگیری می‌شوند.

با توجه به کاربرد گسترده آن‌ها در کارهای آکادمیک و همچنین در کسب‌وکار، سودمندی آن‌ها در موارد زیر ثابت شده است:

• مفروضات مربوط به علل بوجود آورنده پویایی را نشان می‌دهد.
• مدل‌های ذهنیِ افراد یا تیم‌ها را نمایان می‌کند.
• تعامل بازخوردهای مهم را که به نظر در سیستم مشکل‌ساز هستند، نشان می‌دهد.

این روابط باید تا جایی ادامه پیدا کند که زنجیره اثرات علت و معلولی به صورت یک دایره در یک جهت بسته شود. با بسته شدن مدار اتصالات علت و معلولی در یک جهت نمودار حاصل دایره علت و معلولی نامیده می‌شود. این دایره اگرچه جزئیات لازم را برای مدلسازی ندارد، اما چون بیانگر وجود یک حلقه بازخوران بین متغیرهای بین متغیرهای تشکیل دهنده پدیده پویا است، بنابراین سنگ بنای پویایی سیستم محسوب می‌شود.

ملاحظات اساسی در ترسیم مدل

در ترسیم نمودارهای علت و معلولی موارد زیر را حتما در نظر بگیرید:

متغیرهای تشکیل دهنده نمودار علت و معلولی را به صورت مقادیر تصور کنید. مقادیری که در طول زمان می‌توانند کم یا زیاد شوند. حتی اگر نتوانستید واحدی برای اندازه‌گیری مقادیر تعیین کنید، بازهم باید آنها را کمی در نظر بگیرید.

در ترسیم نمودار علت و معلولی از اسم یا عبارات اسمی استفاده کنید و فعل بکار نبرید.

متغیرها را طوری انتخاب کنید که افزایش یا کاهش آنها، واضح باشد. برای نمونه مانند شکل فوق استفاده از قصد خرید خیلی مناسب نیست بهتر است از میزان خرید، تعداد سفارشات و مقادیر کمی و قابل محاسبه استفاده کنید.

تا حد امکان واحدهایی برای اندازه‌گیری متغیرهای مدل تعیین کنید. حتی می‌توانید از واحدهای محقق‌ساخته مثلا واحد سنجش ریسک ادراک‌شده استفاده کنید.

بهتر است از متغیرهایی که بار مثبت دارند بیشتر استفاده کنید.

به جای متغیرهای کلان تا حد امکان از متغیرهای خردتری استفاده کنید.

دایره بازخوران زمانی تشکیل می‌شود که زنجیره اتصلات علت و معلولی به عامل اولیه بازگردد.

براساس مدل فوق افزایش رضایت موجب افزایش اعتماد می‌شود. این در حالی است که با بالارفتن اعتماد وفاداری نیز افزایش خواهد یافت. انتظار می‌رود مشتریان وفادار از رضایت بیشتری برخودار باشند. این مدل به صورتی فزاینده رضایت، اعتماد و وفاداری را تقویت می‌کند.

عکس این حالت با عنوان دور شوم (Vicious Circle) شناخته می‌شود. برای مثال رکود منجر به کاهش سرمایه‌گذاری می‌شود. کاهش سرمایه‌گذاری باعث افزایش بیکاری شده و بیکاری بیشتر رکود بیشتری را به همراه خواهد داشت.

قطبیت نمودار علت و معلولی

قطبیت Polarity هر رابطه در اینجا از اهمیت بسیاری برخوردار است. در نمودار علت و معلولی به هر رابطه علی، علامت مثبت یا منفی داده می‌شود. یک رابطه مثبت بدین معنا است که در صورتی که علت افزایش یابد، معلول به میزانی بیش از آنچه در غیر اینصورت می‌بود، افزایش می­‌یابد و اگر علت کاهش یابد، معلول نیز به میزانی کمتر از آنچه در غیر اینصورت می‌بود، کاهش خواهد یافت.

در نرم‌افزار ونسیم برای نمایش قطبیت رابطه از چهار حالت + – s o استفاده می‌شود. این علائم فقط برای مشاهده ظاهری کاربرد دارند و در شبیه‌سازی نقشی ایفا نمی‌کنند. همچنین علائم S و + مترادف بوده و نشان‌دهنده رابطه مستقیم می‌باشند. علاوم o و – نیز مترادف بوده و نشان دهنده رابطه معکوس می‌باشند. البته پژوهشگران می‌توانند از علامت مخصوص به خود نیز در بیان رابطه استفاده کنند و این امکان در نرم‌افزار ونسیم در نظر گرفته شده است.

برای نمایش قطبیت حلقه می‌توان از کامنت استفاده کرد. در دیالوگ باز شده می‌توان روی گزینه clockwise loop کلیک و از قسمت Image نماد منفی را انتخاب کرد.

علامت دایره بازخوران: چنانچه تعداد اتصالات با علامت‌های منفی در یک دایره بازخوران زوج باشد، علامت دایره بازخوران مثبت و در غیر اینصورا منفی است. به عبارت دیگر علامت دایره بازخوران از حاصل ضرب علامت‌های اتصالات تشکیل دهنده آن دایره بدست می‌آید.

سخن پایانی

در پویایی سیستم برای بازنمایی ساختار و رفتار سیستم‌ها از ابزارهایی مانند نمودارهای علت و معلولی و نقشه‌های انباره و جریان استفاده می‌شود که بازخور را به‌عنوان هسته اصلی تحلیل آشکار می‌سازند. در نمودار علت و معلولی، متغیرها با پیکان‌هایی به یکدیگر متصل می‌شوند و قطبیت روابط نشان می‌دهد تغییر در یک متغیر چگونه بر دیگری اثر می‌گذارد؛ قطبیت مثبت بیانگر هم‌جهتی تغییرات و قطبیت منفی بیانگر ناهم‌جهتی آنهاست. هرچند ترسیم و تفسیر این نمودارها در آغاز دشوار به‌نظر می‌رسد، رعایت دقیق قراردادهای رسم و تمرین مستمر، توان تحلیل حلقه‌های بازخور و فهم پویایی‌های نهفته در سیستم را تقویت می‌کند.

References

Meadows, D. H. (2008). Thinking in Systems: A Primer. Chelsea Green Publishing.

Sterman, J. (2002). System Dynamics: systems thinking and modeling for a complex world. McGraw-Hill Education.