系统动力学讲稿1.pptVIP

系统动力学 System Dynamics 大纲 系统动力学概论 构模原理、方法与模型体系 DYNAMO模拟语言 一阶系统与二阶系统 模型与方程的建立 模型检验与决策分析 1. 系统动力学概论 简介 基本概念 基本观点 构模过程与步骤 1.1 系统动力学简介 系统动力学(System Dynamics) 创始于1956年，在20世纪50年代末成为一门独立完整的学科，其创始者为美国麻省理工学院（MIT）的福瑞斯特（Forrester J. W.）教授。 1.1 系统动力学—研究进展 研究组织： MIT System Dynamics GroupSystem Dynamics Society System Dynamics in Education Project 经典论著： Industrial Dynamics,1961 Urban Dynamics,1969 World Dynamics,1971 Foundations of System Dynamics Modeling,1997 Business Dynamics: Systems Thinking and Modeling for a Complex World,2000 发展及应用领域： 系统动力学在理论与应用研究两方面都取得了飞跃性的进展，进入了比较成熟的阶段。其理论与应用研究几乎遍及各类系统，深入到各种领域。 1.1 系统动力学—学科基础 系统动力学的学科基础可划分为三个层次： (1)方法论——系统方法论。即其基本原则是将所研究对象置于系统的形式中加以考察。 (2)技术科学和基础理论——主要有反馈理论、控制论、信息论、非线性系统理论，大系统理论和正在发展中的系统学。 (3)应用技术——计算机模拟技术。为了使系统动力学的理论与方法能真正用于分析研究实际系统，使系统动力学模型成为实际系统的“实验室”，必须借助计算机模拟技术。 例：社会经济动力学：经济理论、决策理论和组织理论等。 1.2 系统动力学基本概念 系统 模拟与模型 反馈系统 系统 什么是系统？ 系统是一个由相互区别、相互作用的各部分有机地联结一起，为同一目的而完成某种功能的集合体。 系统的基本特征：整体性和层次性 相似性 相关性 在我们周围，系统比比皆是。 例如电气的、机械的、热力学的、生物的、社会的、经济的，不胜枚举。 系统动力学所研究的系统范围广泛，可大可小。 大的如 天体运行系统，社会一经济一生态系统，世界能源系统 小的如 城市系统，企业经营管理系统 更小的如 动物的心脏、肺和血液循环的供氧生理系统等。 系统结构及描述 系统的结构 从系统论的观点看，所谓结构是指单元的秩序。 ①是指组成系统的各单元； ②是指诸单元间的作用与关系。 系统的结构标志着系统构成的特征。 模拟 模拟 模拟就是模仿、仿效真实的客观事物和过程。 计算机模拟 计算机模拟是数值分析方法的一种。它用计算机程序直接建立真实系统的模型，并且通过计算机的计算了解系统随时间变化的行为或系统的特性。 系统动力学模拟需要借助计算机技术。 专业软件：DYNAMO / Powersim / Vensim 模型 模型 模型是客观存在的事物与系统的模仿、代表或替代物。它描述客观事物与系统的内部结构、关系与法则。 如：脑力模型、物理模型、数学模型、计算机模型或者前述模型的组合。 SD模型 SD模型是按照系统动力学理论建立起来的数学模型，采用专用语言DYNAMO, Vensim等，借助数字计算机进行模拟，以处理行为随时间变化的系统问题。 建模——学习系统动力学的一个重要目的。 反馈 什么是反馈？ 反馈是指系统输出与来自外部环境的输入的关系。 “输入”指相对于单元、子块或系统的外部环境施加于它们本身的作用。“输出”则为系统状态中能从外部直接测量的部分。 换言之，反馈就是信息的传输与回授。 反馈的作用 反馈回路 由一系列的因果与相互作用链组成的闭合回路，或者说是由信息与动作构成的闭合路径。 假如没有反馈？ 开环系统与闭环系统 开环系统是相比于闭环系统而言，因其内部未有形成闭合的反馈环，像是被断开的环，故称为开环系统。 反馈系统 反馈系统就是包含有反馈环节与其作用的系统。 它要受系统本身的历史行为的影响，把历史行为的后果回授给系统本身