در دنیای پیچیده امروز، تصمیم‌گیری و حل مسائل به طور فزاینده‌ای دشوارتر می‌شود. سیستم‌های مختلف، اعم از سیستم‌های اجتماعی، اقتصادی، فنی و … از عوامل متعددی تشکیل شده‌اند که با یکدیگر در ارتباط هستند. درک این ارتباطات و شناسایی عوامل کلیدی نقش مهمی در حل مسائل و بهبود عملکرد سیستم‌ها دارد.
روش مدلسازی ساختاری تفسیری (ISM) یکی از ابزارهای مفید برای مدلسازی و تجزیه و تحلیل روابط پیچیده بین عوامل در یک سیستم است. این روش که اولین بار توسط وارفیلد در سال 1974 معرفی شد، به شما کمک میکند تا عوامل کلیدی را شناسایی کنید، تاثیر هر عامل بر سایر عوامل را مشخص کنید و استراتژی‌های مناسب برای بهبود عملکرد سیستم را تعیین کنید.
آنچه می خوانید
در این مقاله به معرفی جامع روش ISM، مراحل انجام آن، کاربردها و مزایا و معایب آن می‌پردازیم.
تعریف و مفاهیم کلیدی روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
ISM یک روش تفسیری و ساختاری برای مدلسازی روابط بین متغیرها در یک سیستم است. این روش بر پایه تجارب و نظرات خبرگان در زمینه مورد مطالعه استوار است. در ISM، متغیرها به عنوان عوامل سیستم در نظر گرفته می‌شوند و تاثیر هر عامل بر سایر عوامل توسط خبرگان ارزیابی می‌شود.
برخی از مفاهیم کلیدی در روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM عبارتند از:
- عامل: هر متغیر یا عنصری در سیستم که می‌تواند بر سایر عناصر تاثیر بگذارد یا تحت تاثیر آنها قرار بگیرد.
- تاثیر: ارتباط بین دو عامل که نشان می‌دهد یک عامل تا چه حد بر عامل دیگر تاثیر می‌گذارد.
- ماتریس ساختاری: ماتریسی که تاثیر هر عامل بر سایر عوامل را نشان می‌دهد.
- سطح تاثیرگذاری: میزان تاثیری که یک عامل بر سایر عوامل دارد.
- سطح تحت تاثیر قرار گرفتن: میزان تاثیری که یک عامل از سایر عوامل دریافت میکند.
کاربردهای روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف دارد، از جمله:
- مدیریت سیستم: ISM می‌تواند برای شناسایی عوامل کلیدی در یک سیستم مدیریتی، ارزیابی تاثیر هر عامل بر سایر عوامل و تعیین استراتژی‌های مناسب برای بهبود عملکرد سیستم استفاده شود.
- حل مسئله: ISM می‌تواند برای شناسایی عوامل ریشه‌ای یک مسئله، ارزیابی تاثیر هر عامل بر سایر عوامل و تعیین راه حل‌های مناسب برای حل مسئله استفاده شود.
- طراحی سیستم: ISM می‌تواند برای شناسایی عوامل مهم در طراحی یک سیستم جدید، ارزیابی تاثیر هر عامل بر سایر عوامل و تعیین بهترین طراحی برای سیستم استفاده شود.
- پیشبینی: ISM می‌تواند برای پیشبینی رفتار یک سیستم در شرایط مختلف استفاده شود.
مزایای روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
روش ISM مزایای زیادی دارد، از جمله:
- سادگی و قابلیت فهم: ISM یک روش ساده و قابل فهم است که میتوان از آن در زمینه‌های مختلف استفاده کرد.
- نیاز به داده‌های کم: ISM نیاز به داده‌های کمی دارد و میتوان از آن در مواردی که دسترسی به داده‌های کافی وجود ندارد استفاده کرد.
- قابلیت ترکیب با سایر روش‌ها: ISM را میتوان با سایر روش‌های مدلسازی ترکیب کرد تا نتایج دقیق‌تری به دست آمد.
بیشتر بدانیم
معایب روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
روش ISM معایبی نیز دارد، از جمله:
- وابستگی به نظر خبرگان: ISM به نظر و تجربه خبرگان در زمینه مورد مطالعه وابسته است و ممکن است نتایج آن به سوگیری نظر خبرگان معرض باشد.
- عدم وجود مدل‌های آماری دقیق: ISM از مدل‌های آماری دقیق برای تایید نتایج خود استفاده نمی‌کند و ممکن است نتایج آن از دقت کافی برخوردار نباشد.
- عدم قابلیت مدلسازی روابط غیرخطی: ISM فقط می‌تواند روابط خطی بین عوامل را مدلسازی کند و از مدلسازی روابط غیرخطی عاجز است.
- عدم قابلیت مدلسازی روابط پویا: ISM فقط می‌تواند روابط ایستا بین عوامل را مدلسازی کند و از مدلسازی روابط پویا عاجز است.
- عدم قابلیت مدلسازی عدم قطعیت: ISM از مدلسازی عدم قطعیت در روابط بین عوامل ناتوان است.
نرم افزارهای روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
نرم‌افزارهای متعددی برای انجام ISM وجود دارد، از جمله:
- MICMAC: این نرم‌افزار توسط Sage معرفی شد و یکی از محبوب‌ترین نرم‌افزارهای ISM است.
- ISM-ANP: این نرم‌افزار توسط گروهی از محققان ایرانی توسعه یافته است و ISM را با فرآیند شبکه تحلیلی فازی (ANP) ترکیب میکند.
- Visual ISM: این نرم‌افزار یک رابط کاربری گرافیکی را برای انجام ISM ارائه می‌دهد.
گام‌های محاسبه روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
اولین قدم در ISM شناسایی عواملی است که در سیستم مورد مطالعه شما نقش کلیدی دارند. این عوامل می‌توانند شامل عناصر، متغیرها یا فرآیندهایی باشند که بر یکدیگر و در نهایت بر عملکرد کلی سیستم تاثیر می‌گذارند. برای شناسایی این عوامل می‌توانید از روش‌های مختلفی مانند طوفان فکری، مصاحبه با خبرگان، بررسی منابع علمی مرتبط و استفاده از ابزارهای کشف و اولویتبندی عوامل (مانند روش دلفی) استفاده کنید.
1. تشکیل ماتریس خودتعاملی ساختاری
پس از شناسایی شاخص‌های زیربنایی پدیده مورد مطالعه یک ماتریس مربع n×n از شاخص‌های موجود طراحی می‌شود. این ماتریس در واقع همان پرسشنامه ISM است.
ماتریس خودتعاملی ساختاری Structural Self-Interaction Matrix یا SSIM از ابعاد و شاخص‌های مطالعه و مقایسه آنها با استفاده از چهار حالت روابط مفهومی تشکیل می‌شود. این ماتریس توسط خبرگان و متخصصین فرآیند محوری تکمیل می‌گردد. اطلاعات حاصله بر اساس متد مدلسازی ساختاری تفسیری جمع بندی و ماتریس خودتعاملی ساختاری نهایی تشکیل گردیده است. منطق مدل سازی ساختاری تفسیری (ISM) منطبق بر روش‌های ناپارامتریک و بر مبنای مد در فراوانی‌ها عمل میکند.
با استفاده از نمادهای مندرج در جدول فوق الگوی روابط علی میان متغیرها تعیین می‌شود. به این ترتیب ماتریس خودتعاملی ساختاری تشکیل می‌شود.
2. محاسبه ماتریس دریافتی
ماتریس دریافتی Reachability matrix از تبدیل ماتریس خود تعاملی ساختاری به یک ماتریس دو ارزشی صفر و یک بدست می‌آید. برای استخراج ماتریس دریافتی در هر سطر ماتریس خود تعاملی به جای علائم X و V از عدد یک و به جای علائم A و O از عدد صفر استفاده می‌شود. ماتریس بدست آمده ماتریس دریافتی اولیه نام دارد. درایه‌های قطر اصلی برابر یک قرار می‌گیرد.
3. محاسبه ماتریس انتقال‌پذیری
بعد از آنکه ماتریس به یک ماتریس صفر و یک تبدیل شد باید ماتریس ثانویه طراحی شود. در یک ماتریس دریافتی برای اطمینان باید روابط ثانویه کنترل شود. به این معنا که اگر A منجر به B شود و B منجر به C شود در این صورت باید A منجر به C شود. یعنی اگر براساس روابط ثانویه باید اثرات مستقیم لحاظ شده باشد اما در عمل این اتفاق نیفتاده باشد باید جدول تصحیح شود و رابطه ثانویه را نیز نشان داد.
به زبان علمی با وارد نمودن انتقال‌پذیری در روابط شاخص‌ها، ماتریس دستیابی نهایی بدست می‌آید. این یک ماتریس مربعی است که هریک از درایه‌های آن هنگامیکه عنصر به عنصر با هر طولی دسترسی داشته باشد یک و در غیراینصورت برابر صفر است.
4. تعیین روابط و سطح بندی ابعاد و شاخص‌ها
برای تعیین روابط و سطح بندی معیارها در مدل ساختاری تفسیری ISM باید مجموعه خروجی‌ها و مجموعه ورودی‌ها برای هر معیار از ماتریس دریافتی استخراج شود.
- مجموعه دستیابی (اثرگذاری یا خروجی‌ها) : شامل خود معیار و معیارهایی است که از آن تاثیر می‌پذیرد.
- مجموعه پیش‌نیاز (اثرپذیری یا ورودی‌ها): شامل خود معیار و معیارهایی است که بر آن تاثیر می‌گذارند.
پس از تعیین مجموعه دستیابی و مجموعه پیش‌نیاز، اشتراک دو مجموعه حساب می‌شود. اولین متغیری که اشتراک دو مجموعه برابر با مجموعه قابل دستیابی (خروجی‌ها) باشد، سطح اول خواهد بود. بنابراین عناصر سطح اول بیشترین تاثیرپذیری را در مدل خواهند داشت.
پس از شناسایی شاخص‌های سطح اول، این عناصر حذف شده و فرایند محاسبه مجموعه دستیابی و پیش نیاز ادامه پیدا میکند. این فرایند تا حذف تمامی شاخص‌ها ادامه پیدا میکند.
5. نمودار قدرت نفوذ-وابستگی
در مدل (ISM) روابط متقابل و تأثیرگذاری بین معیارها و ارتباط معیارهای سطوح مختلف به خوبی نشان داده شده است که موجب درک بهتر فضای تصمیم‌گیری به وسیله مدیران می‌شود. برای تعیین معیارهای کلیدی قدرت نفوذ و وابستگی معیارها در ماتریس دسترسی نهایی تشکیل می‌شود.
- قدرت نفوذ: تعداد عناصری که عنصر iام بر آنها تاثیر می‌گذارد.
- میزان وابستگی : تعداد عناصری که بر عنصر iام تاثیر می‌گذارند.
مثال روش روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
این مثال از مقاله Interpretive Structural Modeling of identified Barriers to Lean Implementation in SMEs استخراج شده است. موانع شناسایی شده تحت مطالعه از مقاله پایه شرمالی و سونی [10] است. این موانع 10 مورد می باشد.
در گام اول برای تولید یک ماتریس، با در نظر گرفتن رابطه متنی برای هر متغیر، وجود رابطه بین هر دو مانع (i و j) و جهت مرتبط رابطه مورد سوال قرار می گیرد. چهار علامت زیر برای نشان دادن جهت رابطه بین موانع (i و j) استفاده می شود:
- V : مانع i مانع j را ارتقاء خواهد داد.
- A: مانع j مانع i را ارتقا می دهد.
- X: مانع i و j یکدیگر را ارتقا می دهند
- O : موانع i و j ربطی به هم ندارند.
SSIM به یک ماتریس باینری تبدیل شده است که با جایگزین کردن V، A، X و O با 1 و 0 بر حسب مورد، ماتریس دسترسی اولیه نامیده می شود. جایگزینی 1 و 0 طبق قوانین زیر است:
- اگر ورودی (i، j) در SSIM V باشد، ورودی (i، j) در ماتریس دسترسی به 1 و ورودی (j، i) 0 می شود.
- اگر ورودی (i، j) در SSIM A باشد، ورودی (i، j) در ماتریس دسترسی 0 و ورودی (j، i) 1 می شود.
- اگر ورودی (i, j) در SSIM X باشد، ورودی (i, j) در ماتریس دسترسی به 1 و ورودی (j, i) نیز 1 می شود.
- اگر ورودی (i، j) در SSIM O باشد، ورودی (i، j) در ماتریس دسترسی 0 و ورودی (j، i) نیز 0 می شود.
پس از ادغام انتقال پذیری همانطور که در مرحله 4 روش ISM توضیح داده شد، ماتریس دسترسی نهایی در جدول 4 نشان داده شده است، قدرت محرکه و وابستگی هر متغیر نیز نشان داده شده است.
قدرت محرکه برای هر متغیر تعداد کل متغیرها (از جمله خودش) است که ممکن است به دستیابی به آنها کمک کند. از سوی دیگر، وابستگی عبارت است از تعداد کل متغیرها (از جمله خودش) که ممکن است به دستیابی به آن کمک کند. این قدرت محرک و وابستگی ها بعداً در طبقه بندی متغیرها به چهار گروه مستقل، وابسته، پیوند و محرک (مستقل) مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
مجموعه قابلیت دسترسی برای یک متغیر معین شامل خود متغیر و سایر متغیرهایی است که می تواند به دستیابی به آنها کمک کند. مجموعه ای از پیشایندها شامل خود متغیر و متغیرهای دیگری است که می تواند به دستیابی به آنها کمک کند. پس از آن، تقاطع این مجموعه ها برای همه متغیرها مشتق می شود.
متغیری که مجموعه‌های دسترسی و تقاطع برای آن یکسان است، توسط متغیر سطح بالا در سلسله مراتب ISM ارائه می‌شود که به دستیابی به متغیر دیگری بالاتر از سطح خودش کمکی نمی‌کند. پس از شناسایی عنصر سطح بالا، متغیرهای باقی مانده کنار گذاشته می شوند.
در این مطالعه، 8 مانع همراه با مجموعه دستیابی، مجموعه پس زمینه، مجموعه پیشین و سطوح، همانطور که در جدول 5 نشان داده شده است، ارائه شده است.
فرآیند شناسایی این موانع در هشت تکرار تکمیل شده است. این تکرار تا رسیدن به سطوح هر متغیر ادامه می یابد. سطوح مشخص شده به ساخت نمودار و مدل نهایی ISM کمک می کند (شکل 1)
نتیجه گیری
روش ISM یک ابزار مفید برای مدلسازی و تجزیه و تحلیل روابط پیچیده بین عوامل در یک سیستم است. این روش می‌تواند به شما در شناسایی عوامل کلیدی، اولویتبندی اقدامات و تعیین استراتژی‌های مناسب برای بهبود عملکرد سیستم کمک کند.
با وجود مزایا و کاربردهای گسترده ISM، این روش معایبی نیز دارد و در استفاده از آن باید به محدودیت‌های آن توجه کرد.
- برای افزایش دقت نتایج ISM، از خبرگان با تجربه و دانش کافی در زمینه مورد مطالعه استفاده کنید.
- از روش‌های مختلف جمع‌آوری نظرات خبرگان، مانند مصاحبه، پرسشنامه و گروه‌های بحث استفاده کنید
سوالات متداول در مورد روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM
چه تفاوتهایی بین روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM و روش دلفی وجود دارد؟
روش دلفی نیز از نظرات خبرگان برای حل مسائل استفاده میکند، اما برخلاف ISM، دلفی بر روی شناسایی و اولویتبندی راهحلهای مسئله تمرکز دارد.
آیا میتوان از روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM برای پیشبینی آینده استفاده کرد؟
بله، میتوان از ISM برای پیشبینی رفتار یک سیستم در شرایط مختلف استفاده کرد. با این حال، دقت پیشبینیها به دقت مدل ISM و کیفیت نظرات خبرگان بستگی دارد.
بهترین روش برای یادگیری روش مدلسازی ساختاری تفسیری ISM کدام است؟
بهترین روش برای یادگیری ISM شرکت در دورههای آموزشی و کار بر روی مطالعات موردی است. همچنین منابع آنلاین متعددی برای یادگیری ISM وجود دارد.