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5 系统仿真_____系统动力学 ( Systems Dynamics , SD ) 5.1 系统动力学概论 ●SD的由来和发展 系统动力学在中国的发展 20世纪70年代末系统动力学引入中国，其中王其藩教授，许庆瑞教授，以及陶在朴、胡玉奎等专家学者是先驱和积极倡导者。系统动力学在中国的二十多年时间里，取得了飞跃发展，在八十年代即已广泛传播，最多时有SD工作者有2000多人。 1986年成立了国内系统动力学学会筹委会。 1987年在上海成功举办了第5届国际系统动力学年会，这是我国在此学术领域进入国际先进行列的标志。 1990年正式成立了国际系统动力学学会中国分会。 1993年正式成立了中国系统工程学会系统动力学专业委员会。 2005年11月4日－6日国际系统动力学学会中国分会等单位主办“系统动力学与管理科学——2005亚太地区可持续发展国际会议” 。 2007年第二届系统科学，管理科学与系统动力学国际会议在上海召开，以后此类学术会议将每隔一年召开一次。 5.1 系统动力学概论 ● SD的认识 ● SD方法的特点 5.1 系统动力学概论 可选择的软件： Vensim软件 ——美国Ventana公司开发 5.2 SD模型化原理 四个基本要素——水准、信息、速率、流(实物流，信息流) 两个基本变量——水准变量 (LEVEL) 速率变量 (RATE) 一个基本思想——反馈控制 5.2 SD模型化原理 鼠群模型的因果关系图 5.2.1 因果关系图 5.2.1 因果关系图 例如：死亡率与总人口的关系 5.2.1 因果关系图 ②因果链 ② 因果链 ② 因果链 ② 因果链 b.反馈回路具有极性： 因果链极性的积累效应产生了反馈回路的极性。 ●反馈回路极性的确定： ●负反馈回路（负极性）—奇数个负因果极 ●反馈回路极性的确定： 正反馈回路（正极性）—偶数个负因果极 5.2 SD模型化原理 5.2.2 几种典型多重反馈回路 5.2.2 几种典型多重反馈回路 5.2.2 几种典型多重反馈回路 5.2.2 几种典型多重反馈回路 4）恶性竞争（两败俱伤）基模 4）恶性竞争（两败俱伤）—实例 5.2.2 几种典型多重反馈回路 5.2.2 几种典型多重反馈回路 5.2 SD模型化原理 5.2 SD模型化原理 世界模型Ⅱ的因果关系图 建立世界模型Ⅱ的目的： 研究地球上人口增长、非再生资源消耗、工业化资本的流动、污染排放与吸收、食物供应等的相互作用及各种可能出现的人类前景。 福雷斯特等人据此建立了23个变量要素构成的因果关系图 世界模型Ⅱ流图 世界模型Ⅱ的对应微分方程组 陕西循环经济系统演化总流程图 5.2.5 系统流图 5.2.5 系统流图 5.2.5 系统流图 5.2.6流图及其对应微分方程组 5.3 计算机仿真分析 系统动力学应用 1.城市系统模型: 城市建设, 城市发展战略等 2.区域系统模型: 区域的发展战略等 3.工业系统模型: 企业发展战略等 4.物流系统模型: 5.生态系统模型:可持续发展,循环经济等 　示例：区域物流系统动力学模型 区域物流系统动力学仿真结果 SD结构模型建模举例—大陆架的生态模型 ＋ － 海草数量 繁殖数 ＋ ＋ ＋ － ＋ － 贝类数量 繁殖数 ＋ ＋ ＋ － 死亡数 － 死亡数 － ＋ ＋ － L1 R1 R2 L2 R3 R4 明确变量类型: L1 R1 R2 L2 R3 R4 大陆架生态模型的流图 订货量 GO(t) 订货速率 OR(t) 库存量 I(t) 进货速率 RR(t) _ + + _ _ _ _ + _ DI 要求的库存量 AT订货时间 调整进货所需时间 DO Forrester 教授 所建的简单库存模型 二阶反馈流图 示例: 简单二阶反馈 反馈环中含水准变量的个数常称为此反馈环的阶数. 5.2.6流图及其对应微分方程组 订货量 GO(t) 订货速率 OR(t) 库存量 I(t) 进货速率 RR(t) _ + + _ _ _ _ + _ DI 要求的库存量 AT(订货时间) 进货所需时间 DO 分析: 订货速率关系式: OR(t)=(DI－ I(t))/AT 已知: 初始值 GO(0)=10000 I(0)=1000 DI=6000 AT=5周 DO=10周 进货速率关系式: RR(t)= GO(t)/DO 5.2.6流图及其对应微分方程组