ISM là gì

Trong đời sống hằng ngày, chúng ta thường đánh giá “tốt hay xấu”, “thích hay ghét”. Nhưng không dễ giải thích rõ ràng những đánh giá ấy dựa trên tiêu chí hoặc góc nhìn nào. Bởi các vấn đề phức tạp của hiện thực hiếm khi được quyết định chỉ bằng vài tiêu chí đơn giản; nhiều yếu tố đan xen và tạo thành cấu trúc quan hệ chồng chéo.

ISM (Interpretive Structural Modeling) là phương pháp sắp xếp và trực quan hóa những quan hệ phức tạp giữa các yếu tố dưới dạng đồ thị có hướng theo từng tầng. Phương pháp xem hệ thống như “tập hợp các yếu tố cùng quan hệ được xác định trên đó”, nhằm mô hình hóa cấu trúc theo hướng dễ diễn giải.

Trong các phương pháp cấu trúc hóa hệ thống (SM), nổi bật có:

ISM (Interpretive Structural Modeling)
DEMATEL (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory)

Bài viết tập trung vào ISM và hướng dẫn chi tiết bằng công cụ trực tuyến /tools/ism/.

Tiền đề của ISM

Áp dụng ISM cần thỏa các tiền đề sau.

Hệ thống gồm ( n ) yếu tố [ S = { s_1, s_2, \dots, s_n } ] .
Giữa các yếu tố có quan hệ nhị nguyên ( R ). Nghĩa là “( s_i ) ảnh hưởng đến ( s_j )” được ký hiệu [ s_i R s_j ] và biểu diễn bằng mũi tên ( s_i \to s_j ) trong đồ thị có hướng.
Quan hệ này thỏa tính bắc cầu. [ (s_i R s_j) \land (s_j R s_k) \implies (s_i R s_k) ]

Quy trình ISM

ISM gồm bốn giai đoạn lớn. Công cụ tương ứng với Step1–Step4.

Liệt kê yếu tố (Step1)
Nhập quan hệ (lập SSIM) (Step2)
Ma trận khả đạt và phân rã tầng (Step3)
Vẽ đồ thị có hướng cuối cùng (Step4)

Sau đây là chi tiết từng giai đoạn.

Step1. Liệt kê yếu tố

Trước hết hãy liệt kê những yếu tố cần phân tích. Trong công cụ, chỉ cần “nhập mỗi dòng một yếu tố (nguyên nhân)” là hệ thống tự gán ID (1..n).

Ví dụ:

Mục tiêu rõ ràng
Hỗ trợ từ lãnh đạo
Đội ngũ dày dạn
Công cụ phù hợp
Chuẩn hóa quy trình
Đảm bảo nguồn lực
Đồng sáng tạo với khách hàng

Step2. SSIM (Structural Self-Interaction Matrix)

Tiếp theo, ghi nhận quan hệ ảnh hưởng giữa các yếu tố vào SSIM (Structural Self-Interaction Matrix).

Ý nghĩa các ký hiệu như sau.

Ký hiệu	Ý nghĩa
V	Yếu tố i ảnh hưởng j (i → j)
A	Yếu tố j ảnh hưởng i (j → i)
X	Ảnh hưởng lẫn nhau (i ↔ j)
O	Không có quan hệ

Công cụ cung cấp hai cách: chọn quan hệ cho từng cặp hoặc chỉnh sửa trực tiếp ma trận tam giác trên.

Step3. Biến đổi ma trận và bao đóng chuyển tiếp

(1) Ma trận khả đạt ban đầu (IRM)

Chuyển SSIM sang dạng số để thu được ma trận khả đạt ban đầu (IRM, Initial Reachability Matrix). Quy tắc chuyển đổi:

Phần tử đường chéo luôn bằng 1 (tính phản xạ)
Nếu SSIM là V thì (M_{ij}=1)
Nếu SSIM là A thì (M_{ji}=1)
Nếu SSIM là X thì (M_{ij}=M_{ji}=1)
Nếu là O thì bằng 0

(2) Đại số Boole

ISM không dùng phép toán số học thông thường mà áp dụng đại số Boole.

Phép toán	Định nghĩa
1 + 1 = 1	Phép OR
1 * 1 = 1	Phép AND
1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0
1 * 0 = 0, 0 * 0 = 0

(3) Tính bao đóng chuyển tiếp

Từ IRM, lặp phép nhân ma trận để thu được ma trận bao đóng chuyển tiếp T.

[ T = (IRM)^* = I \lor IRM \lor IRM^2 \lor IRM^3 \dots ]

Vì số yếu tố hữu hạn nên tồn tại (r) đủ lớn để ma trận ổn định, không đổi nữa. Khi đó ta có ma trận khả đạt (bao đóng chuyển tiếp) cuối cùng.

Công cụ cho phép tải kết quả dưới dạng “Closure JSON/CSV”.

Step3’. Phân rã tầng bằng tập khả đạt và tập tiền nhiệm

Từ ma trận khả đạt, với mỗi yếu tố hãy xác định:

Tập khả đạt R(i): các yếu tố đi được từ i
Tập tiền nhiệm A(i): các yếu tố đi tới được i

So sánh hai tập và lấy nhóm thỏa [ R(i) \cap A(i) = R(i) ] để đặt ở tầng trên cùng.

Loại bỏ nhóm đó khỏi tập xét, lặp lại bước đánh giá với phần còn lại để xây dựng cấu trúc phân tầng hoàn chỉnh.

Kết quả “Level Decomposition” được công cụ hiển thị tự động theo dạng danh sách.

Step4. Vẽ đồ thị có hướng cuối cùng

Cuối cùng, dựa trên kết quả phân rã, hãy vẽ Interpretive Structural Model (đồ thị phân tầng ISM).

Mỗi yếu tố được thể hiện bằng một nút hình chữ nhật.
Bật tùy chọn Transitively Reduced để loại các mũi tên dư thừa có thể diễn giải qua yếu tố trung gian, giúp sơ đồ gọn hơn.
Có thể lưu kết quả dưới định dạng SVG.

Tổng kết

ISM là phương pháp mạnh để cấu trúc hóa hệ thống phức tạp dựa trên quan hệ giữa các yếu tố. Nếu làm thủ công hay bằng Excel sẽ rất tốn công, trong khi công cụ /tools/ism/ cho phép thực hiện trọn vẹn từ nhập liệu, tính toán đến vẽ đồ thị ngay trên trình duyệt.

Tài liệu tham khảo

Yoshikazu Fuenoki, Kazu Kawamura (chủ biên) “Participatory Systems Approach”, Nikkan Kogyo Shimbun, 1981