تستكشف هذه الدراسة، التي قُدمت في ورشة عمل محاكاة جمعية بحوث العمليات 2010 (SW10)، سؤالاً محورياً في نمذجة المحاكاة: كيف تمثل نماذج المحاكاة المختلفة السلوك البشري، وهل تنتج نتائج مختلفة بشكل ذي معنى؟ تقارن الدراسة على وجه التحديد نموذج محاكاة الأحداث المنفصلة التقليدي (DES) بنموذج هجين يجمع بين محاكاة الأحداث المنفصلة والمحاكاة القائمة على الوكلاء (ABS) لنمذجة سلوك الموظفين التفاعلي والاستباقي ضمن نظام معقد يركز على الإنسان – وهو غرفة قياس ملابس النساء في متجر كبير في المملكة المتحدة.
كان الهدف الأساسي هو تقييم تأثير نمذجة السلوك الاستباقي (قيام الموظف بالمبادرة) إلى جانب السلوك التفاعلي (استجابة الموظف للطلبات) على أداء النظام المحاكى، وتحديد ما إذا كانت منهجية DES/ABS الأكثر تعقيداً تقدم رؤى مختلفة بشكل كبير عن نموذج DES مصمم بشكل جيد.
يضع البحث عمله في سياق ثلاث طرق رئيسية للمحاكاة في بحوث العمليات (OR).
تُمثل محاكاة الأحداث المنفصلة (DES) النظام كسلسلة من الأحداث عبر الزمن. تتغير حالة النظام فقط في نقاط زمنية منفصلة عند وقوع حدث. وهي تركز على العمليات، وممتازة لنمذجة أنظمة الانتظار، وتخصيص الموارد، وسير العمل. في نمذجة السلوك البشري، غالباً ما يتم تمثيل الأفراد ككيانات سلبية تتدفق عبر العمليات.
تُمثل المحاكاة القائمة على الوكلاء (ABS) النظام من القاعدة إلى القمة، وتتألف من وكلاء مستقلين متفاعلين. لكل وكيل قواعده وسلوكياته وأهدافه الخاصة. وهي تركز على الكيانات، ومثالية لنمذجة التباين، والتكيف، والتعلم، والتفاعلات المعقدة بين الأفراد. وهي تلتقط بشكل طبيعي السلوك الاستباقي الموجه نحو الهدف.
تركز محاكاة ديناميكيات النظم (SDS) على التغذية الراجعة على مستوى التجميع وهياكل المخزون والتدفق. وهي مناسبة للتحليل الاستراتيجي والسياساتي عالي المستوى، لكن يُشار إلى أنها غير مناسبة لنمذجة التباين والسلوك على مستوى الفرد، وهو محور هذه الدراسة.
دراسة الحالة هي عملية غرفة القياس في قسم ملابس النساء لدى أحد أكبر عشرة تجار تجزئة في المملكة المتحدة. يتضمن النظام وصول العملاء، والانتظار في طابور للحصول على كابينة قياس، وتجربة الملابس، ومساعدة الموظفين لهم. كان الهدف البحثي هو استخدام المحاكاة لتحديد كفاءة سياسات الإدارة الجديدة من خلال محاكاة سلوك الموظفين.
تبني الدراسة على عمل سابق (Majid et al., 2009) قام بنمذجة السلوك التفاعلي فقط، وتوسعته ليشمل سيناريو مختلطاً تفاعلياً واستباقياً.
مثل النموذج التقليدي (DES) العملاء والموظفين ككيانات. تم نمذجة السلوك الاستباقي للموظفين باستخدام منطق شرطي ومتغيرات حالة ضمن تدفق العملية. على سبيل المثال، يمكن لمتغير "حالة الموظف" أن يُطلق عملية فرعية "إدارة الطابور الاستباقية" إذا تجاوز طول الطابور حداً معيناً.
استخدم النموذج الهجين إطار عمل DES لتدفق العملية العام (الوصول، الانتظار، استخدام الموارد) لكنه نفذ الموظفين كوكلاء مستقلين. كان لكل وكيل موظف مجموعة من القواعد تحكم سلوكه، بما في ذلك منطق اتخاذ القرار للتحول من حالة سلبية إلى حالة تدخل استباقي بناءً على الظروف البيئية الملاحظة (طول الطابور، وقت انتظار العميل).
خضع كلا النموذجين للتحقق القياسي (ضمان عمل النموذج كما هو مقصود) والتصديق (ضمان تمثيله الدقيق للنظام الحقيقي). كانت تقنية التصديق الرئيسية المستخدمة هي تحليل الحساسية، لاختبار كيفية تغير مخرجات النموذج استجابةً لتغيرات في المعلمات الرئيسية (مثل معدل التدخل الاستباقي، عدد الموظفين).
كان أهم اكتشاف في الدراسة أنه بالنسبة للسلوكيات المحددة التي تمت نمذجتها، أنتج نموذج DES التقليدي والنموذج الهجين DES/ABS مقاييس أداء مخرجات متشابهة إحصائياً (مثل متوسط وقت انتظار العميل، استغلال الموظفين، طول الطابور).
الفرضية: سيوضح DES/ABS أداءً مختلفاً بسبب تفاعلات الوكلاء الأكثر ثراءً.
النتيجة: لا يوجد فرق ذو دلالة إحصائية في المخرجات الرئيسية بين DES و DES/ABS في هذه الحالة.
المغزى: يمكن لنموذج DES منظم جيداً أن يلتقط بشكل فعال قواعد الاستباقية البسيطة.
أكد تحليل الحساسية أن كلا النموذجين استجابا بشكل مماثل للتغيرات في معاملات الإدخال، مما يعزز الاستنتاج أن تمثيلهما الوظيفي لسلوك النظام كان مكافئاً لهذا السيناريو. بشكل عام، أدت إضافة السلوك الاستباقي إلى تحسين مقاييس أداء النظام (تقليل أوقات الانتظار) في كلا النموذجين مقارنةً بخط الأساس التفاعلي البحت.
بينما لا يوضح ملخص PDF صيغاً محددة، فإن النمذجة ستتضمن نظرية الانتظار القياسية وتوزيعات الاحتمالات. يمكن أن يكون التمثيل المبسط للقاعدة الاستباقية في كلا النموذجين كما يلي:
قاعدة التدخل الاستباقي (منطق شبه برمجي):
IF (حالة_الموظف == "خامل" OR "متاح") AND (طول_الطابور > عتبة_L) AND (عشوائي(0,1) < احتمال_P) THEN
بدء_الإجراء_الاستباقي() // مثلاً، تنظيم الطابور، مساعدة العملاء المنتظرين
حالة_الموظف = "استباقي"
المدة = أخذ_عينة_من_التوزيع(توزيع_الوقت_الاستباقي)
END IF
في DES، هذا فحص شرطي ضمن عملية الموظف. في ABS، هذه القاعدة هي جزء من مجموعة القواعد السلوكية لوكيل الموظف، والتي قد يتم تقييمها باستمرار أو في نقاط اتخاذ القرار. الفرق الرياضي الأساسي ليس في القاعدة نفسها بل في إطار تنفيذها – تدفق العملية المركزي مقابل التقييم اللامركزي للوكيل.
يتم حساب مقاييس الأداء مثل متوسط وقت الانتظار ($W_q$) واستغلال النظام ($\rho$) بشكل مماثل في كلا النموذجين:
$W_q = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (T_{i,بدء\,الخدمة} - T_{i,الوصول})$
$\rho = \frac{\text{إجمالي وقت انشغال الموظفين}}{\text{إجمالي وقت المحاكاة}}$
السيناريو: نمذجة سلوك ممرضة في جناح مستشفى.
مهدت دراسة 2010 الطريق لتحقيقات أكثر دقة. تشمل الاتجاهات المستقبلية:
تعليق المحلل: اختبار واقعي براغماتي
الرؤية الأساسية: تقدم هذه الورقة حقيقة حاسمة وغالباً ما يتم تجاهلها في المحاكاة: تعقيد النموذج ليس فضيلة بحد ذاته. فشل النموذج الهجين DES/ABS، رغم كونه موضة أكاديمية لنمذجة السلوك البشري، في إنتاج رؤى تشغيلية مختلفة بشكل ذي معنى عن نموذج DES تقليدي مصمم بكفاءة لنطاق هذه المشكلة المحدد. لم تكن القيمة الحقيقية في البنية المعتمدة على الوكلاء، بل في الترميز الصريح لمنطق السلوك الاستباقي.
التدفق المنطقي: يتبع البحث منهجية بحوث عمليات كلاسيكية قوية: تعريف السلوك (تفاعلي/استباقي)، اختيار حالة ذات صلة (غرفة قياس في التجزئة)، بناء نماذج قابلة للمقارنة (DES مقابل DES/ABS)، إجراء تجارب مضبوطة، واستخدام اختبارات إحصائية (على الأرجح اختبارات t أو ANOVA) لمقارنة المخرجات. تكمن قوته في هذه القابلية للمقارنة المنضبطة، وهي خطوة غالباً ما تغيب في الأوراق التي تروج لمنهجية على حساب أخرى.
نقاط القوة والضعف: تكمن قوة الدراسة في نهجها العملي القائم على الأدلة. فهي تتحدى افتراض أن "الأكثر تفصيلاً" (ABS) هو دائماً "الأفضل". ومع ذلك، يكمن عيبها في بساطة السلوك الاستباقي الذي تمت نمذجته – قواعد بسيطة قائمة على العتبات. كما لوحظ في الأدبيات اللاحقة حول ABS، مثل العمل على البنى المعرفية (مثل ACT-R، SOAR) المدمجة مع الوكلاء، تظهر القوة الحقيقية لـ ABS مع التعلم، والتكيف، والتفاعلات الاجتماعية المعقدة، والتي لم يتم اختبارها هنا. تقارن الدراسة "DES ذكي" بـ "ABS بسيط"، مما قد يقلل من تقدير إمكانات الأخير.
رؤى قابلة للتطبيق: للممارسين: ابدأ بـ DES. قبل الاستثمار في التطوير والعبء الحسابي لنموذج ABS، اختبر بدقة ما إذا كان نموذج DES مدروس جيداً يمكنه التقاط منطق القرار الأساسي. استخدم تحليل الحساسية لاستكشاف القواعد السلوكية. احتفظ بـ ABS للمشكلات حيث يكون التباين، أو التكيف، أو تأثيرات الشبكة الناشئة هي أسئلة البحث الأساسية، وليس فقط المبادرة الفردية. يتوافق هذا مع مبدأ الاقتصاد – فغالباً ما يكون النموذج الأبسط الكافي هو الأفضل.