1、第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué)主要內(nèi)容系統(tǒng)仿真的基本概念系統(tǒng)仿真的實質(zhì)系統(tǒng)仿真的作用系統(tǒng)動力學(xué)的學(xué)科性質(zhì)、研究對象、研究方法和基本思想國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)的發(fā)展因果箭、因果鏈的基本概念反饋系統(tǒng)、反饋回路、多重反饋回路的基本概念第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解系統(tǒng)仿真的基本概念理解系統(tǒng)仿真的實質(zhì)理解系統(tǒng)仿真的作用掌握系統(tǒng)動力學(xué)的學(xué)科性質(zhì)、研究對象、研究方法和基本思想了解國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)的發(fā)展掌握因果箭、因果鏈的基本概念掌握反饋系統(tǒng)、反饋回路、多重反饋回路的基本概念第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 目 錄4-1 系統(tǒng)仿真的基本概念及其實質(zhì) 一、基本概念 二、系統(tǒng)仿真的實質(zhì) 三、系統(tǒng)仿真的作用4

2、-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述 一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展 二、反饋系統(tǒng)4-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型 一、信息反饋系統(tǒng)的動力學(xué)特征 二、反饋系統(tǒng) 三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型） 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 目 錄4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式） 一、基本概念 二、 DYNAMO方程4-5 DYNAMO仿真計算 一、 一階正反饋回路 二、 一階負反饋回路 三、 兩階負反饋回路4-6 系統(tǒng)動力學(xué)建模步驟 一、系統(tǒng)動力學(xué)模型的建模步驟 二、 DYNAMO仿真流程框圖 三、系統(tǒng)動力學(xué)模型的評價課后作業(yè)第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-1 系統(tǒng)仿真的基本概念及其實質(zhì) 一、基本概念 系統(tǒng)仿真（Systems sim

3、ulation）是對真實過程或系統(tǒng)在整個時間內(nèi)運行的模仿。依系統(tǒng)的分析目的進行構(gòu)思建立系統(tǒng)模型建立描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和行為、具有邏輯和數(shù)學(xué)性質(zhì)的仿真模型依仿真模型對系統(tǒng)進行試驗和分析獲得決策所需信息第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-1 系統(tǒng)仿真的基本概念及其實質(zhì)二、系統(tǒng)仿真的實質(zhì)對系統(tǒng)問題求解數(shù)值解的計算技術(shù)是一種人為的實驗手段“人造環(huán)境”比較真實地描述系統(tǒng)的行為、演變及其發(fā)展過程計算機技術(shù)是系統(tǒng)仿真的關(guān)鍵第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-1 系統(tǒng)仿真的基本概念及其實質(zhì)三、系統(tǒng)仿真的作用是一個實驗的過程，尤其對復(fù)雜隨機問題是目前唯一令人滿意的的方法對難以建立純物理、數(shù)學(xué)的系統(tǒng)模型，仿真系統(tǒng)能順利

4、解決預(yù)測、分析和評價等系統(tǒng)問題通過仿真，將復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)，而便于分析通過仿真，能啟發(fā)產(chǎn)生新的策略或新的思想產(chǎn)生第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展1、什么是系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）?學(xué)科性質(zhì)： 是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學(xué)科，也是一門認識系統(tǒng)問題和解決系統(tǒng)問題之交叉綜合性的新學(xué)科。它是系統(tǒng)科學(xué)和管理科學(xué)中的一個分支，也是一門溝通自然科學(xué)和社會科學(xué)領(lǐng)域的橫向?qū)W科。研究對象： 復(fù)雜系統(tǒng)問題，特別是社會、經(jīng)濟、生態(tài)的復(fù)雜大系統(tǒng)問題。研究復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與行為之間動態(tài)的辨證對立統(tǒng)一關(guān)系。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué)

5、 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（一）、什么是系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）?研究方法： 定性與定量分析相結(jié)合，運用系統(tǒng)綜合推理的方法，按照系統(tǒng)動力學(xué)的理論與方法建立SD結(jié)構(gòu)模型、 SD數(shù)學(xué)模型，借助計算機技術(shù)，定性與定量地研究系統(tǒng)問題?；舅枷耄?反饋理論。由于反饋，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、變量之間形成反饋回路。正反饋或負反饋。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）、國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展1 國外學(xué)者國外學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 對系統(tǒng)動力學(xué)較為深入和突出的系統(tǒng)研究主要來自美國和歐

6、洲，如德國、俄羅斯和西班牙等國家研究和應(yīng)用的成果較多，在學(xué)術(shù)界影響較大。 1961年系統(tǒng)動力學(xué)主要創(chuàng)始人Forrest教授發(fā)表了工業(yè)動力學(xué)，講述了工業(yè)系統(tǒng)中反饋控制理論的應(yīng)用，包含了系統(tǒng)動力學(xué)的原理、基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。1969年，系統(tǒng)動力學(xué)另一個著名的應(yīng)用城市動力學(xué)誕生（Forrest，1969），它通過建立城市SD模型（Urban Model， 19659），較好的解釋了在許多美國城市如底特律、圣路易斯、波士頓、紐約發(fā)生的奇怪現(xiàn)象：城市人口先迅速增加而后回落。模型模擬了工業(yè)、人口、住房、稅收等城市要素的相互關(guān)系，更重要的是揭示了西方城市從起步、發(fā)展、成熟、衰退大概200年生命周期的內(nèi)在機制和共

7、有過程。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）、國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展1 國外學(xué)者國外學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 1972年，系統(tǒng)動力學(xué)的一項研究成果增長的極限（Meadows et al，1972）更是引起了全球轟動。它是由L梅多斯教授領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組對世界范圍內(nèi)人口增長和工業(yè)發(fā)展的展望，時間跨度由1900年至下世紀2100年，建立了世界SD模型 （WORLD），模擬食物和資源不斷隨著系統(tǒng)增加的情況，作者得出結(jié)論：地球資源并不足以維持現(xiàn)有人口和經(jīng)濟增長速率至2100年。所構(gòu)筑的世界SD模型非常復(fù)雜，研究了人

8、口、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自然資源、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境污染五個因素的內(nèi)在聯(lián)系，以及產(chǎn)生的各種后果。出于種種原因，早期的世界模型并不很成熟，其結(jié)論被批評為新馬爾薩斯理論觀點，是一種對未來增長的悲觀估計。盡管如此，世界SD模型辨證聯(lián)系多因素研究問題的思想是可取和值得借鑒的。 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）、國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展1 國外學(xué)者國外學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 世界SD模型也在不斷的修改和完善中，1991年H梅多斯教授發(fā)表超越極限（DHMeadows et al，1991），修正了前著的某些結(jié)論，認為許多資源和污

9、染的流動正在超越自身的支撐極限，必須建立可持續(xù)發(fā)展的社會來解決這一問題，該書結(jié)論利用了完善后的世界模型（WORLD模型，1991）。 除了工業(yè)、城市、環(huán)境等領(lǐng)域，系統(tǒng)動力學(xué)在經(jīng)濟領(lǐng)域也有突破，1976年佛瑞斯特教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組完成了一個龐大的SD國家模型美國國家SD模型（SDNM），這也是至今為止最大的系統(tǒng)動力學(xué)模型，方程數(shù)4000，階數(shù)200，相當(dāng)于200個非線性微分方程。該模型可以較好的解釋經(jīng)濟學(xué)長波理論，包括庫茲涅茨中波（15-25年）和康德拉杰夫長波（50-60）的內(nèi)在奧秘，除此之外模型還可以研究經(jīng)濟衰退、通貨膨脹和滯脹等問題。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一

10、、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展1 國外學(xué)者國外學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 系統(tǒng)動力學(xué)在國外的應(yīng)用非常廣泛，其應(yīng)用幾乎遍及各類系統(tǒng)，深入到各類領(lǐng)域。在商業(yè)上模擬復(fù)雜競爭環(huán)境中的商業(yè)模型；在經(jīng)濟學(xué)上解釋了Samuelson-Hicks模型；在醫(yī)學(xué)研究上模擬不同藥物效用對病人的生理學(xué)反映，如測試經(jīng)過胰島素治療后糖尿病病人血液葡萄糖水平的醫(yī)學(xué)模型；在生物學(xué)上模擬并推導(dǎo)了捕食者被捕食者問題；還有模擬地區(qū)經(jīng)濟模型，模擬生態(tài)系統(tǒng)模型等研究。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（System

11、s dynamics, SD）發(fā)展2 國內(nèi)學(xué)者國內(nèi)學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 黃振中（1998）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組建立了“中國可持續(xù)發(fā)展SD仿真模型”是較有代表性的整體宏觀類SD模型27。模型包含社會、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、資源環(huán)境、經(jīng)濟和能源投資。建模目的主要是為國家可持續(xù)發(fā)展宏觀戰(zhàn)略服務(wù)。中國國家 SD模型人口模塊按照年齡和性別可分成132個水平變量，人口受出生率和死亡率影響。出生率與生活條件 （人均 GNP）有聯(lián)系，模型的假定為生活條件越高，出生率越小；死亡率則由擁擠、污染、衛(wèi)生、營養(yǎng)等5個因素累積確定，這5個因素使用表函數(shù)獲得。中國國家SD模型與世界SD模型在模型結(jié)構(gòu)上非常類似。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)

12、動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展2 國內(nèi)學(xué)者國內(nèi)學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 凌亢，王宛成（2002）建立了南京市可持續(xù)發(fā)展SD模型（NJDDM），由人口、資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟等子系統(tǒng)組成，根據(jù)建模目的又細分為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)、交通業(yè)、能源、水土資源、人口和生態(tài)環(huán)境9個模塊，模型選擇參數(shù)的方法為灰色預(yù)測和計量經(jīng)濟學(xué)。 類似的SD研究還有孫希華等（1996）對濟南市可持續(xù)發(fā)展對策研究，姚建等（2000）對成都市可持續(xù)發(fā)展模擬，何有世等（2001）對鎮(zhèn)江市可持續(xù)發(fā)展研究等。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué)

13、 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展2 國內(nèi)學(xué)者國內(nèi)學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 岳天祥（2001）提出了一套區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的整體框架并計劃應(yīng)用于黃河三角洲流域研究，框架包含了GIS數(shù)據(jù)獲取、SD模型、風(fēng)險決策和多目標(biāo)分析數(shù)據(jù)，應(yīng)用可持續(xù)發(fā)展級指標(biāo)體系構(gòu)建，最后得出戰(zhàn)略目標(biāo)政策，由于框架過于龐大，目前仍停留在理論階段。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展2 國內(nèi)學(xué)者國內(nèi)學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 方創(chuàng)琳（2003

14、）也提出將指標(biāo)體系和SD模型結(jié)合，先按生態(tài)承載力、生產(chǎn)承載力和生活承載力選取27個指標(biāo)，通過層次分析法給指標(biāo)賦值計算權(quán)重，然后以SD模型為主體，聯(lián)合灰色系統(tǒng)預(yù)測模型、趨勢外推模型、線性規(guī)劃模型等多種方法對接。各種模型方法計算最終結(jié)果為一系列承載力指數(shù)，通過指數(shù)變化的總體趨勢以及不同的變化情景得出地區(qū)的制約因素和發(fā)展對策。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展2 國內(nèi)學(xué)者國內(nèi)學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 單一考慮區(qū)域（包括城市）水土資源承載力或環(huán)境承載力變化的研究較多，如魏斌，張霞（1995）

15、將經(jīng)濟和取水變化作為外部政策變量，以人口、經(jīng)濟和水資源相互關(guān)系建立的SD模型。 高彥春，劉昌明（1996）以漢中平壩地區(qū)水資源的供需平衡為主要思路，建立水資源SD模型模擬不同方案結(jié)果，使用模糊數(shù)學(xué)方法建立5個指標(biāo)并進行方案評判，外部政策變量是水資源投資系數(shù)和工業(yè)增長率。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展2 國內(nèi)學(xué)者國內(nèi)學(xué)者SD研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 陳冰，郭懷成（2000）建立了柴達木盆地水資源SD模型，分人口、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、水資源與水污染系統(tǒng)，模型通過檢驗，提出高、中、低三個發(fā)展方案。 擺

16、萬奇（2000）對不同時段遙感數(shù)據(jù)分析深圳土地變化趨勢，分析人口、產(chǎn)業(yè)、淡水、住房和土地之間的關(guān)系，建立深圳土地變化SD模型，顯示其城鎮(zhèn)土地長期S型變化趨勢和規(guī)律。 徐瑞祥，張永勤等（2000）以結(jié)合GM（1，1）灰度分析SD模型參數(shù)，模擬分析溫州耕地變化趨勢。 陳新鵬，戴芹等（2002）建立SD模型估計西北干旱地區(qū)水土承載力，通過土地變化趨勢，分析耕地可提供的蛋白值與熱量水平，判斷地區(qū)的生態(tài)超載程度和發(fā)展變化。 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展3目前我國SD研究的不足（1）SD優(yōu)

17、化是政策優(yōu)化，屬于最優(yōu)控制問題，但SD的非線性使常規(guī)的線性優(yōu)化理論效果很差，因此關(guān)于SD優(yōu)化方法與手段，常用的是試湊法（王其藩，2004）。即事先設(shè)計政策方案，通過模擬結(jié)果在方案中選優(yōu)。由于政策方案有可能影響模型的參數(shù)與結(jié)構(gòu)，對建模和分析人員的經(jīng)驗和技巧提出了很高的要求，也很難達到數(shù)學(xué)嚴格意義的最優(yōu)。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述一、系統(tǒng)動力學(xué)及其發(fā)展（二）國內(nèi)外系統(tǒng)動力學(xué)（Systems dynamics, SD）發(fā)展3目前我國SD研究的不足（2）缺乏適合區(qū)域問題系統(tǒng)動力學(xué)建模的共性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性研究工作（宋世濤，2004）。從區(qū)域系統(tǒng)性和整體性的內(nèi)涵出發(fā)，建立區(qū)域級別

18、的共性結(jié)構(gòu)是當(dāng)前這一領(lǐng)域的重要研究方向和研究熱點。（3）系統(tǒng)動力學(xué)模型的移植性差。多數(shù)系統(tǒng)動力學(xué)模型都是針對具體區(qū)域或行業(yè)一次性使用，在論文查閱的文獻中還沒有發(fā)現(xiàn)對模型的二次開發(fā)和跟蹤研究。 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（一）什么是反饋？ 反饋是指系統(tǒng)“輸出”與來自系統(tǒng)外部環(huán)境“輸入”之間的關(guān)系。為系統(tǒng)狀態(tài)中能從系統(tǒng)外部直接測量的部分。是指相對于單元、子塊或系統(tǒng)的外部環(huán)境施加于系統(tǒng)本身的作用。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（二）因果關(guān)系圖 1、因果箭 始于原因要素，終于結(jié)果要素的有向邊。ABABAB“+”“-”原因與結(jié)果

19、方向一致原因與結(jié)果方向不一致出生人口與總?cè)丝诋a(chǎn)品入庫與庫存量死亡人口與總?cè)丝诋a(chǎn)品出庫與庫存量第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（二）因果關(guān)系圖 出生人口總?cè)丝诋a(chǎn)品入庫庫存量+死亡人口總?cè)丝诋a(chǎn)品出庫庫存量-第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（二）因果關(guān)系圖 2、因果鏈 用因果箭將要素的因果關(guān)系加以描述所得到的遞推性質(zhì)關(guān)系。ABC+正極性因果鏈-負極性因果鏈所有因果箭為正有偶數(shù)個負因果箭有奇數(shù)個負因果箭+-+第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（二）因果關(guān)系圖 國民收入營養(yǎng)水平期望壽命總?cè)丝?商品銷量庫存

20、量訂貨量該商品產(chǎn)量-+其他商品產(chǎn)量-第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（三）反饋系統(tǒng) 包含有反饋回路并構(gòu)成反饋控制作用的系統(tǒng)。 社會系統(tǒng)中的反饋回路是系統(tǒng)各要素間因果關(guān)系本身所固有的。 形成閉合反饋控制的因果關(guān)系之因果鏈第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（三）反饋系統(tǒng) 庫存訂貨生產(chǎn)在途貨物期望庫存發(fā)貨+-+-庫存訂貨控制系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（三）反饋系統(tǒng) 1、正反饋回路（內(nèi)部放大器） 是系統(tǒng)強化促進發(fā)展（或復(fù)辟倒退）的因素。人口貧困+第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué)

21、6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（三）反饋系統(tǒng) 2、負反饋回路（內(nèi)部穩(wěn)定器） 是系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)功能必不可少的因素。 總?cè)丝谒劳鋈藬?shù)-+第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述二、反饋系統(tǒng)（四）多重反饋回路 復(fù)雜系統(tǒng)中存在著2個反饋回路稱為多重反饋回路。 總?cè)丝谀晁劳鋈藬?shù)-+死亡率年出生人數(shù)出生率+第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述+-+第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述+-+-第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述+-+-第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)動力學(xué)概述-+-第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-2 系統(tǒng)

22、動力學(xué)概述第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型一、信息反饋系統(tǒng)的動力學(xué)特征第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型二、系統(tǒng)動力學(xué)的4個基本要素第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）1、常用符號 (a)流(flow)。流是系統(tǒng)中的活動或行為。流可以是物流、貨幣流、人流、信息流等，用帶有各種符號的有向邊描述。通常為簡便起見，只區(qū)分實體流(實線)和信息流(虛線)兩種，。 (b)水準(1evel)。水準是系統(tǒng)中反映子系統(tǒng)或要素的狀態(tài)，例如，庫存量、庫存現(xiàn)金、人口數(shù)等等。水準是實體流的積累，用矩形框表示。水準的流有流入和流

23、出之分，使水準變量朝著相反方向變化。 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）1、常用符號 (c)速率(rate)。速率用來描述系統(tǒng)中流隨時間而變化的活動狀態(tài)，例如，物資的入庫速率、出庫速率，人口的出生率、死亡率等等。在系統(tǒng)動力學(xué)中，速率變量表示決策函數(shù)。 (d)參數(shù)(parameter)。參數(shù)是表示系統(tǒng)在一次運行過程中保持不變的量，例如，調(diào)整生產(chǎn)的時間、計劃滿足缺貨量的時間等。參數(shù)一旦確定，則在同一仿真試驗的計算中就保持不變，即是一個常量。 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）1、常用符號 (e)輔助變量(a

24、uxiliary variable)。輔助變量是今后在DYNAMO方程中使用的一種變量，目的在于簡化速率變量的方程，使復(fù)雜的函數(shù)易于理解。 (f)源(source)與匯(sink)。源是指流的來源，相當(dāng)于供應(yīng)點；匯指流的歸宿，相當(dāng)于消費點。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）1、常用符號 (g)信息(information)的取出。信息可以取自水準、速率等處，用有箭頭的虛線表示。箭尾的小圓表示信息源，而箭頭則指向信息的接收端。 (h)滯后(delay)。 由于信息和物質(zhì)傳遞需要有一定的時間，于是就帶來了原因和結(jié)果、輸入和輸出、發(fā)送和接受等之間的滯后。

25、滯后是造成社會系統(tǒng)非線性的另一個根本原因。一般地，滯后有物流滯后和信息流滯后之分。 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例舉例說明系統(tǒng)動力學(xué)流程圖（結(jié)構(gòu)模型） 【例】現(xiàn)研究一個經(jīng)營單一商品的零售店的訂貨策略問題，要求應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)模型進行仿真，以選擇最優(yōu)訂貨策略。 由于零售店向顧客銷售商品，使零售店的庫存量不斷減少。為了補充庫存，店方就要向生產(chǎn)該商品的廠家提出訂貨。接受訂貨的廠家不斷生產(chǎn)該商品以供應(yīng)零售店，因此，零售店的庫存量又相應(yīng)增加。這樣，系統(tǒng)的邊界可以定為由零售店和工廠兩部分組成，如圖516所示。系統(tǒng)邊界外的顧客購買商品作為外生變量來

26、處理。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例舉例說明系統(tǒng)動力學(xué)流程圖（結(jié)構(gòu)模型）（1）確定系統(tǒng)邊界 第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例（2）確定系統(tǒng)要素 在確定系統(tǒng)邊界后，接著就要確定系統(tǒng)內(nèi)部的各種要素，以及它們之間的因果關(guān)系和形成的反饋回路。 根據(jù)討論的問題，從零售店這方面看，應(yīng)該考慮的要素有：零售店的銷售量，這是問題的起因；其次是零售店的庫存量；最后是零售店的訂貨量。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例 從工廠這方面看，考慮

27、的要素有：工廠未供訂貨量，即零售店向工廠訂貨，工廠接受訂貨但未能立即供應(yīng)的數(shù)量；工廠的生產(chǎn)量；工廠的生產(chǎn)能力，工廠計劃生產(chǎn)量等。 兩部分加起來總共有7個要素，通過因果關(guān)系分析，不難求得它們之間的因果關(guān)系及其相應(yīng)的反饋回路，如圖517所示。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例（3）繪因果關(guān)系反饋回路 同時，根據(jù)因果關(guān)系的極性求得因果關(guān)系反饋回路的極性。例如，零售店的銷售增加，向工廠的訂貨量就增加，這樣，工廠接受訂貨后的未供訂貨量就增加，于是計劃產(chǎn)量就

28、要增加，這就要求擴大生產(chǎn)能力，從而使產(chǎn)品產(chǎn)量增加。這又使零售店的庫存量增加，而庫存量一增加，則向工廠的訂貨就會減少，所以它們之間形成了負反饋回路。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例 （4）建立結(jié)構(gòu)模型（流程圖）表示工廠子系統(tǒng)： 工廠積累形成的未供訂貨量(L1)，屬于水準變量。不難看出，影響水準變量的速率變量有，即零售店的訂貨速率(R1)，工廠生產(chǎn)速率(R2)，而工廠生產(chǎn)能力和計劃產(chǎn)量則屬于輔助變量，分別用P1和P2表示。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例 （4）建立結(jié)構(gòu)模型（流程

29、圖）表示零售店子系統(tǒng)： 零售店庫房里積累而形成的庫存量(L2)，屬于水準變量。不難看出，影響水準變量的速率變量，即零售店的訂貨速率(R1)，工廠生產(chǎn)速率(R2)，以及零售店的銷售速率(R3)。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 6-3 系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)構(gòu)模型三、流程圖（結(jié)構(gòu)模型）2、應(yīng)用舉例 （4）建立結(jié)構(gòu)模型（流程圖） 在確定反饋回路及其極性后，就要確定各種變量是屬于哪一類變量的問題。 由圖517可知，這里有兩種實體流，即商品流和訂貨流，前者是在零售店庫房里積累而形成的庫存量(L2)，后者是在工廠積累形成的未供訂貨量(L1)，這兩個都屬于水準變量。不難看出，影響水準變量的速率變量有3個，即零售店的訂

30、貨速率(R1)，工廠生產(chǎn)速率(R2)，以及零售店的銷售速率(R3)。而工廠生產(chǎn)能力和計劃產(chǎn)量則屬于輔助變量，分別用P1和P2表示。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 僅僅依靠流程圖還不能定量地描述系統(tǒng)的動態(tài)行為，而結(jié)構(gòu)方程式就是用來定量分析系統(tǒng)動態(tài)行為的方程式。它是應(yīng)用專門的DYNAMO語言建立的方程，故一般也稱做DYNAMO方程。 所謂DYNAMO是dynamic：model的縮寫，意即動力學(xué)模型。它是由麻省理工學(xué)院有關(guān)人員專門為系統(tǒng)動力學(xué)所設(shè)計的計算機語言，它是在仿真語言SIMIPLE (simulation of industrial man

31、agement problems with lots of equations)的基礎(chǔ)上設(shè)計的。隨著時間的推移，DYNAMO不斷有所改進。 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 DYNAMO最大的特點是面向方程，容易使用。即使不熟悉BASIC，F(xiàn)ORTRAN，COBOL等算法語言的人，也能很快掌握使用DYNAMO方程。此外，它不需要編程者考慮執(zhí)行順序，因而程序書寫比較簡單，建立計算機結(jié)果的圖表非常容易。 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 DYNAMO方程的建立過程是通過確定對象系統(tǒng)的水準變量、速率變量、

32、常數(shù)、輔助變量等來進行的。首先，分析各變量之間存在的函數(shù)關(guān)系，進而建立DYNAMO仿真方程，進行計算機仿真。 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 DYNAMO是采用差分方程來描述具有反饋的社會系統(tǒng)的宏觀動態(tài)行為，并通過對差分方程的求解進行仿真的一種算法語言。 DYNAMO的對象系統(tǒng)是隨著時間連續(xù)變化的，系統(tǒng)的狀態(tài)變量是連續(xù)的而且是對時間的一階導(dǎo)數(shù)。系統(tǒng)變量的時間概念如圖5-19所示。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 因此

33、，在DYNAMO方程中，變量一般附有時間標(biāo)號。由圖5-19可知，J表示過去時刻，K表示現(xiàn)在時刻，L則表示未來時刻。JK表示由過去時刻到現(xiàn)在時刻的時間間隔。KL表示由現(xiàn)在時刻到未來時刻的時間間隔。系統(tǒng)動力學(xué)使用逐段(step by step)仿真的方法。仿真的時間步長記為單位時間DT (delta T)，DT的單位可以取年、月、周、日等，必要時也可以取更小的時間單位，用以逼近連續(xù)時間系統(tǒng)?？傊YNAMO方程時，時間步長DT要選擇合適，一般是根據(jù)經(jīng)驗來確定。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）一、概述 DYNAMO中變量名的字符數(shù)不超過6個，而且第一個字

34、符必須是字母。 在DYNAMO中已經(jīng)明確定義了的字符串名稱(保留字符)，用戶就不能再任意定義。主要有：L，R，A，S，N，C，T，PRINT,PLOT, RUN，NOISE,NOTE 等。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程1、水準方程式 計算水準變量的方程式叫做水準方程式。它是基本的DYNAMO方程。 下面通過一簡單的例子來說明水準方程式的形式。例如，有顧客向零售店購買商品，零售店又向工廠訂購商品，工廠向零售店交付商品，零售店向顧客銷售商品。則在時刻t的商品庫存量y與單位時間商品入庫量xin和出庫量xout的關(guān)系為：outinxxdt

35、dy第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程1、水準方程式用差分方程表示為： 用DYNAMO語言描述，就是現(xiàn)在時刻K的庫存量等于過去時刻J的庫存量，加上由過去時刻，到現(xiàn)在時刻K的入庫量與出庫量之差乘以單位時間DT，可以記為：)()()()(txtxttyttyoutin第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程1、水準方程式 用DYNAMO語言描述，就是現(xiàn)在時刻K的庫存量等于過去時刻J的庫存量，加上由過去時刻，到現(xiàn)在時刻K的入庫量與出庫量之差乘以單位時間DT，可以記為：).(*.JKXOU

36、TJKXINDTJYKYL第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程1、水準方程式 上述方程就是DYNAMO水準方程。L表示水準方程。在DYNAMO方程中一開始就要說明方程的類型。Y.K表示現(xiàn)在時刻的庫存量，Y.J表示過去時刻的庫存量，DT是時間單位，XIN.JK和XOUTJK分別表示從時刻J到K的入庫量和出庫量。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程1、水準方程式水準方程式的一般形式可以表示為： 意即K時刻的水準等于， J時刻的水準加上單位時間(也即仿真步長)DT乘以JK期間輸入速率與

37、輸出速率之差。 在DYNAMO程序中，水準變量必須由初值方程式賦給初始值。).(*.JKOUTFLOWJKINFLOWDTJLEVELKLEVELL第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程2、速率方程式 速率方程式是計算速率變量的方程式，是描述水準方程式中的流在單位時間DT內(nèi)流入和流出的量，如人口出生率、死亡率，商品入庫率、出庫率等。 速率變量是一類決策變量，而決策有種種情況，因此速率變量的速率方程也沒有固定的形式，而是根據(jù)具體情況來決定的。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程2、速

38、率方程式 例如，設(shè)KJ期間的出庫量XOUT.KL與在時刻K的未供訂貨量成正比，則表示出庫情況的速率方程可以列為 式中：R表示速率方程，1/C是比例常數(shù)，其中C是表示滿足未供訂貨量的時間，是根據(jù)經(jīng)驗等設(shè)定的；Z.K表示時刻K時的未供訂貨量。CKZKLXOUTR.第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程3、輔助方程式 輔助方程式是計算輔助變量的方程式。如果速率方程式比較復(fù)雜或者為DYNAMO語言書寫所不允許時，則可引入輔助變量和輔助方程式，以便將速率方程分為幾個簡單的方程式。 輔助方程式用A標(biāo)志，是表示同一時刻變量間關(guān)系的方程式。輔助變量可以由

39、現(xiàn)在時刻的水準變量及速率變量等求出。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程4、給定常量(given constant)方程式 常量是在一次仿真運行中保持不變的量，在不同次的運行中可以采取不同的值。給定常量方程式的標(biāo)志是C。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-4 系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型（結(jié)構(gòu)方程式）二、 DYNAMO方程5、賦初值(initial value)方程 初值是運行開始時各變量的取值。初值方程式是在仿真開始時給所有水準變量以及部分輔助變量賦初值的方程，用N標(biāo)志。 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算一、 一階正

40、反饋回路 一階正反饋回路的流程圖如圖所示。這里用人口的增加機理加以說明，出生率R1(人年)增加，總?cè)丝赑增加；總?cè)丝谠黾?，又使得年出生人口增加。這就是說總?cè)丝诤统錾手g形成正的反饋回路。 1、繪制因果關(guān)系圖（反饋回路）第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算一、 一階正反饋回路 2、建立結(jié)構(gòu)模型（繪制流程圖）+第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算一、 一階正反饋回路 3、建立數(shù)學(xué)模型（編制DYNAMO 程序） 給定人口的年增長率是2，人口的初始值是100，則描述人口增長過程的DYNAMO程序是：)0. 1(*.JKRDTJPKPL100PN1*.

41、1CKPKLRR02. 01CC第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算一、 一階正反饋回路 4、仿真計算年步長（DT）P.K=P.J+DT*(R1.JK-0)R1.JK=P.K*C100P.K=100+0=100R1.JK=100*0.02=211P.K=100+1*(2-0）=102R1.JK=102*0.02=2.0421P.K=102+1*(2.04-0）=104.04R1.JK=104.04*0.02=2.0808第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算一、 一階正反饋回路 5、繪制仿真計算結(jié)果趨勢圖100第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5

42、 DYNAMO仿真計算 二、 一階負反饋回路 1、繪制因果關(guān)系圖（反饋回路）庫存訂貨問題第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算 二、 一階負反饋回路 2、建立結(jié)構(gòu)模型（繪制流程圖）庫存訂貨問題為將庫存量調(diào)整到目標(biāo)庫存量，X表初始庫存量，I表示庫存量，Y表示期望庫存量，Z目前庫存量調(diào)整到期望庫存的時間。機理如下：I X-Y=D 形成負反饋控制，使其中變量保持穩(wěn)定的作用。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算 二、 一階負反饋回路 3、建立數(shù)學(xué)模型（編制DYNAMO 程序） 今設(shè)定：X=1000,Y=6000,Z=5周則描述該庫存系統(tǒng)動態(tài)行為過程的DYN

43、AMO程序是：第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算 二、 一階負反饋回路 4、仿真計算 由于一階負反饋回路的作用，庫存水準就會逐漸達到期望的庫存量。構(gòu)成負反饋回路是決策者使系統(tǒng)達到預(yù)期目標(biāo)的或穩(wěn)定的必要條件。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 兩階負反饋回路 5、繪制仿真計算結(jié)果趨勢圖第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 二階負反饋回路（以簡單庫存系統(tǒng)為基礎(chǔ)）1、繪制因果關(guān)系圖（反饋回路）實際上，庫存系統(tǒng)并不像上面所述的一階負反饋回路那樣簡單。例如，考慮到從訂貨到入庫具有滯后現(xiàn)象，因而形成所謂“途中存貨”。這樣，

44、庫存系統(tǒng)就會從原來的一階負反饋回路變成二階負反饋回路。 +兩個水準變量第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 二階負反饋回路（以簡單庫存系統(tǒng)為基礎(chǔ)） 2、建立結(jié)構(gòu)模型（繪制流程圖）由于庫存量，受入庫速率R2的影響，加上從訂貨到入庫具有滯后，故形成了新的水準變量途中存貨G。由于在反饋回路中存在著兩個水準變量I和G，故稱為二階反饋回路。-第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 二階負反饋回路（以簡單庫存系統(tǒng)為基礎(chǔ)） 3、建立數(shù)學(xué)模型（編制DYNAMO 程序）設(shè)初始庫存量I0=1 000，期望庫存量Y=6 000，調(diào)整庫存時間Z=5(周)，初始途中

45、存貨G0=10 000，訂貨商品的入庫時間W=10(周)，則描述該庫存系統(tǒng)動態(tài)行為的DYNAMO程序是： 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 二階負反饋回路（以簡單庫存系統(tǒng)為基礎(chǔ)） 4、仿真計算第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 二階負反饋回路（以簡單庫存系統(tǒng)為基礎(chǔ)） 5、仿真計算結(jié)果第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-5 DYNAMO仿真計算三、 二階負反饋回路（以簡單庫存系統(tǒng)為基礎(chǔ)） 5、繪制仿真計算結(jié)果趨勢圖第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-6 系統(tǒng)動力學(xué)建模步驟一、系統(tǒng)動力學(xué)模型的建模步驟 1首先，確定系統(tǒng)的邊界，畫出因果圖

46、；2選擇模型的基本變量水準(1evel)；3接著，以水準為中心構(gòu)造各自的子系統(tǒng)；4然后，根據(jù)因果圖，連接各子系統(tǒng)；5根據(jù)以上的描述，寫出方程式； 6最后，進行仿真運算，并做出真實性檢驗與政策分析。第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-6 系統(tǒng)動力學(xué)建模步驟二、 DYNAMO仿真流程框圖 從流程圖到建立DYNAMO方程并進行計算機仿真計算的運行程序一般如圖所示。 第四章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 4-6 系統(tǒng)動力學(xué)建模步驟三、系統(tǒng)動力學(xué)模型的評價 通過上述介紹的系統(tǒng)動力學(xué)模型，不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)動力學(xué)模型易于解決社會系統(tǒng)中存在的反饋、時滯與非線性問題，而且通過信息流引入了反饋環(huán)節(jié)，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在

47、系統(tǒng)仿真時，可以使用專門的仿真語言?？傊?，系統(tǒng)動力學(xué)模型是研究半定量、趨勢性問題的有效工具。 第四章 小結(jié)1、明確問題及構(gòu)成要素；2、繪制要素間相互作用關(guān)系的關(guān)系圖一定要形成回路；3、確定變量的類型（L水準、R速率和A輔助）；4、將要素轉(zhuǎn)化為變量是建模的關(guān)鍵一步，應(yīng)考慮以下幾個原則： （1）L水準變量是積累變量，可定義在任何時點； （2）R速率變量只能在一個時段才有意義； （3）決策者最為關(guān)注和需要輸出的要素，一般被處理成L水準變量； （4）在反饋控制回路中，兩個L水準變量或兩個R速率變量不能直接相連； （5）為降低系統(tǒng)的階次，應(yīng)盡可能減少L水準變量的個數(shù)；因此在實際系統(tǒng)描述中， A輔助變量在

48、數(shù)量上一般較多。4、在繪制流程圖（結(jié)構(gòu)模型）時，應(yīng)特別注意形成正確的回路和用好信息連接線，并注意不要把不同實物流直接連在一起。第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 課后作業(yè)1、系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)分析中起何作用?系統(tǒng)仿真方法的特點有哪些?2、SD的基本思想是什么?其反饋回路是怎樣形成的?請舉例加以說明。3、請分析說明SD與解釋結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)、狀態(tài)空間模型方法的關(guān)系及異同點。4、請舉例說明SD結(jié)構(gòu)模型的建模原理。5、SD為什么要引入專用函數(shù)?請說明各主要DYNAMO函數(shù)的作用及適用條件。6、如何理解SD在我國現(xiàn)實的社會經(jīng)濟和組織管理系統(tǒng)分析中更具有方法論意義?7、請用SD結(jié)構(gòu)模型來描述學(xué)習(xí)型組織的一般機理。

49、第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 課后作業(yè)8、假設(shè)每月招工人數(shù)MHM和實際需要人數(shù)RM成比例，招工速率方程是MHM.KL=P*RM.K請回答下列問題：（1）K和KL的含義是什么？（2）RM是什么變量？（3）MHM、P、RM的量綱是什么？（4）P的實際意義是什么？第六章 系統(tǒng)仿真模型系統(tǒng)動力學(xué) 課后作業(yè)9、教學(xué)型高校的在校本科生和教師人數(shù)(S和T)是按一定的比例相互增長的。已知某高?，F(xiàn)有本科生10000名，且每年以SR的幅度增加，每一名教師可引起本科生增加的速率是1人年。學(xué)校現(xiàn)有教師1 500名，每個本科生可引起教師的增加率(TR)是0.05人年。試用SD模型分析該校未來幾年的發(fā)展規(guī)模。要求：(1)繪制因果關(guān)系圖（反饋回路）；(2)建立結(jié)構(gòu)模型（繪制流程圖）；(3)