第五章 系统动力学模型VIP免费

第五章系统动力学模型SystemDynamicsModel1目录5.1系统动力学学科简述5.2系统反馈结构5.3系统动力学方程基础5.4DYNAMO语言5.5典型反馈结构5.6系统动力学模型5.7仿真软件Vensim25.1系统动力学学科简述系统动力学运用“凡系统必有结构，系统结构决定系统功能”的系统科学思想，根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，从系统内部结构来寻找问题发生的根源，而不是用外部的干扰或随机事件来说明系统的行为性质。本节主要介绍系统动力学的概念、发展历史、模型特点以及模拟语言。35.1系统动力学学科简述系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过数学模型的建立与操弄的过程而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。所谓结构是指一组环环相扣的行动或决策规则所构成的网络，例如指导组织成员每日行动与决策的一组相互关联的准则、惯例或政策，这一组结构决定了组织行为的特性。构成系统动力学模式结构的主要元件包含下列几项，“流”(flow)、“积量”(level)、“率量”(rate)、“辅助变量”(auxiliary)。5.1.1什么是系统动力学45.1系统动力学学科简述第一阶段：产生（20世纪50-60年代）第二次世界大战以后，工业化进程的加快，某些国家的社会问题日趋严重，如城市人口剧增、失业、环境污染、资源枯竭，这些问题具有系统性、矛盾性和动态性等特点。管理走向科学化和定量化，模型成为人们认识管理系统的重要工具。但是，模型和定量研究在应用过程中碰到了不少问题:运筹学解决的仅限于生产管理和短期计划，对战略和策略无能为力；运筹学拘泥于最优解，通常在严格线性假设条件下，满意的模型不好得到；如何描述复杂系统的行为机理，培养系统思考的思维方式，提炼和整理产生复杂行为的简单结构。5.1.2系统动力学发展历史55.1系统动力学学科简述第一阶段：产生（20世纪50-60年代）5.1.2系统动力学发展历史20世纪50年代，美国麻省理工学院斯隆管理学院的J.W.Forrester教授推出了系统动力学，受到广泛欢迎，并被应用于解决各种复杂的系统性问题。65.1系统动力学学科简述J.W.Forrester等在系统动力学方面的主要成果1958年发表著名论文《工业动力学——决策的一个重要突破口》1961年出版《工业动力学》(IndustrialDynamics)1968年出版《系统原理》(PrinciplesofSystems)1969年出版《城市动力学》(UrbanDynamics)1971年出版《世界动力学》(WorldDynamics)1972年学生梅多斯教授等出版《增长的极限》(TheLimitstoGrowth)5.1.2系统动力学发展历史75.1系统动力学学科简述《增长的极限》采用系统动力学的方法建立世界模型，对全球的人口、工业、能源、营养水平以及污染等五个基本要素进行了分析。1972年提出了罗马俱乐部提出了震惊世界的结论：人类生态足迹的影响因子已然过大，生态系统反馈循环已经滞后，其自我修复能力已受到严重破坏，若继续维持现有的资源消耗速度和人口增长率，人类经济与人口的增长只需百年或更短时间就将达到极限。报告呼吁人类转变发展模式：从无限增长到可持续增长，并将增长限制在地球可以承载的限度之内。5.1.2系统动力学发展历史85.1系统动力学学科简述第一阶段：产生（20世纪50-60年代）系统动力的初期应用工业制造业部门的管理问题：生产、分配、销售整个系统的一体化管理项目管理：R﹠D系统动力学管理控制、财务、金融：日本明治大学教授ToshiroShimada发表于1968年的《周股价的系统动力学模型》，模拟分析了以周为单位的股价动态行为特性。5.1.2系统动力学发展历史95.1系统动力学学科简述第二阶段：壮大与成熟（20世纪70-80年代）第一次挑战1970年，罗马俱乐部成立由Meadows教授为首的国际研究小组，承担世界模型的研究任务。研究成果：《世界动力学》《增长的极限》《趋向全球的均衡》。基本观点：指数式增长的势头不能再持续下去，世界的发展将过渡到某种均衡发展的模式，从长远观点看，当代不发达国家按西方先进国家的模式所进行的工业化努力未必是明智的。第二次挑战Forrester建立美国全国模型,历时11年，完成了方程数达4000的美国系统动力学国家模型，解开...