Simulation models consist of many different components that analysts cannot estimate in perfect precision and results are always subject to some level of uncertainty. So, sensitivity analysis of system dynamics models should be conducted in order to reach more reliable conclusions.The selection of sensitivity type should be appropriate for the purpose of the model. Specifically, system dynamics modeling is a behavior pattern-oriented methodology and sensitivity analysis of such models should consider the changes in behavior patterns rather than the numerical values of variables. In this thesis a new approach, called behavior pattern sensitivity analysis, is suggested for dealing with the parameter uncertainty. In this approach pattern characteristics of output behavior are subject to statistical analysis. Changes in pattern measures, such as inflection point, period or amplitude, as a result of different parameter values are measured in order to determine possible sensitivity points of the model.In this thesis, two statistical analysis procedures are utilized for measuring sensitivities to model parameters. Firstly, sensitivity data is evaluated with regression method, which is a convenient way of multi-variate analysis. Secondly, ANOVA of clusters (Kleijnen and Helton, 1999a) is used on the same sensitivity data to make comparison with the regression results. This approach is applied to three different system dynamics models, which are the project management model by Taylor and Ford (2006), a generic supply line model and the inventory workforce model by Sterman (2000).The project management model is a medium size system dynamics model which is subject to sensitivity analysis with correlation-based screening method in the study of Taylor et al. (2007). In this thesis, this model is analyzed with pattern sensitivity approach. The other two models consist of supply line structures which are very common in many social and managerial systems. In particular, this type of model is prone to oscillate under specific circumstances. In this thesis, pattern sensitivity of oscillations is analyzed through these two system dynamics models. Our method provides promising results for statistical analysis of oscillatory system dynamics models which are difficult to analyze with other standard approaches such as screening.In conclusion, analysis of the project management model indicates that regression method applied to behavior pattern measures can identify the most important parameters of the model. Furthermore, we find out that different behavior modes of this model have different parameter sensitivities, so separation of behavior modes before statistical analysis is necessary. Moreover, in all of our analyses regression resultsare successfully confirmed with ANOVA of clusters even in nonlinear cases. Therefore, we conclude that regression is a convenient method for sensitivity analysis of system dynamics method. Our experiments with the oscillatory models show that the pattern sensitivity approach can reliably rank the parameters of the models according to their effects on the selected pattern measures of oscillations.

Simulasyon modelleri farklı ve kesin olarak tahmin edilemeyecek bileşenlerden oluşur. Dolayısıyla benzetim sonuçları her zaman için bir miktar belirsizlik ihtiva eder. Bu sebeple sistem dinamiği modelleri duyarlılık testine tabi tutularak belirsizliklerin sonuçlar üzerindeki etkisi araştırılmalıdır.Uygulanacak olan duyarlılık analizi yöntemi modelin amacına uygun olarak seçilmelidir. Sistem dinamiği davranıs odaklı bir metodololojidir. Dolayısıyla bu tür modellerin duyarlılık analizinde davranışın şeklindeki degişimler dikkate alınmalıdır. Davranış odaklı duyarlılık analizi, bu tur modellerin analizine yeni bir yaklaşım olarak önerilmiştir. Bu yaklaşımda, model çıktısının belirli karakteristikleri istatistiksel analize tabi tutulmaktadır.Duyarlılığı ölçmek için iki tur istatistiksel analiz kullanılmıştır. İlk olarak duyarlılık verileri regresyon analizi ile değerlendirilmiş, daha sonra grupların ANOVA test metodu ile analizi yoluna gidilmiştir. Bu iki farklı analiz metodu üç farklı sistem dinamiği modeline uygulanmıştır. Bu modeller sırasıyla; Taylor ve Ford (2006)'un proje yönetimi modeli, temel tedarik hattı modeli ve envanter-işgücü modelleridir (Sterman,2000).Proje yönetimi modeli orta büyüklükte bir sistem dinamiği modelidir. Bu model daha önceki çalışmalarda istatistiksel korelasyon taraması (screeening) metodu ile analiz edilmiştir (Taylor et al., 2007). Bu tezde ise aynı model, önerilen duyarlılık analizi metodu ile incelenmiştir. Diğer iki model ise tedarik hattı yapılarından oluşmaktadır ve bu yapılar dalgalanma göstermeye oldukça yatkın modellerdir. Dalgalanmalarındavranış odaklı duyarlılık analizi, iki sistem dinamiği modeli vasıtasıyla gerçekleştirilmiş ve bu analizlerden oldukça olumlu sonuçlar elde edilmiştir.Sonuç olarak, proje yönetimi modelinin regresyon yöntemi ile analizi, davranış bakımından modelin en önemli parametrelerini bulmuştur. Ayrıca farklı model davranış türlerinin modelin farklı parameterelerine duyarlılık göstermesi, analizin başında farklı davranışların birbirinden ayrılması gerekliliğini göstermiştir. Tüm analizlerde regresyon sonuçları ANOVA yöntemi ile de teyid edilmiştir. Dalgalanma davranışı gösteren modeller üzerindeki testler, davranış odaklı duyarlılık analizinin model parameterelerini,çeşitli dalga ölçütleri üzerindeki etkilerine göre sıralayabildiğini göstermiştir.