[物理]第四章-系统仿真及系统动力学方法.ppt

多重因果(反馈)回路： 社会系统的动态行为是由系统本身存在着的许多正反馈和负反馈回路决定的，从而形成多重反馈回路。 人口系统的两重反馈回路 年出生 人数 年死亡 人数 人口 总数 + + + + - - 经济系统的两重反馈回路 投资 折旧 工业 资本 + + + + - - 人口 分配 生产 消费 流通 消费水平 资源消耗或占用量 资源存量 + - + + + + + + + + - (-) (-) 经济系统的多重反馈回路 * * 思考，画出下列系统的因果关系图。 课本P109习题10 流（程）图 流（程）图（Flow Diagram）是SD结构模型的基本形式，绘制流（程）图是SD建模的核心内容。 L1 R1（利息1） C1(利率) （银行货币） * 流（程）图的构成要素： （1）流（Flow） 实物流 信息流 （3） 速率（Rate） （2）水准变量（Level） L1 R1 R1 （4）参数（量）（Parameter） （常量） （初值） * （6）源与（Source）洞（Sink） （7）信息（Information）的取出 （5）辅助变量（Auxiliary Variable） A1 。 。 （8）滞后或延迟（Delay） L1 。 A1 。 。 * （1）明确系统边界，即确定对象系统的范围。 （2）阐明形成系统结构的反馈回路，即明确系统内部活动的因果关系链。 （3）确定反馈回路中的水准变量和速率变量。将要素转化为变量，是建模的关键一步。原则： 水准变量是由系统内的活动产生的量，是由流的积累形成的，说明系统某个时点状态的变量，可定义在任何时点；速率变量是控制流的变量，表示活动进行的状态，只在一个时段才有意义。 SD结构模型的建模步骤 * 决策者最为关注和需要输出的要素一般被处理成L变量。 在反馈控制回路中，两个L变量或两个R变量不能直接相连 。 为降低系统的阶次，应尽可能减少回路中L变量的个数。故在实际系 统描述中，辅助（A）变量在数量上一般是较多的。 （4）阐明速率变量的子结构或完善、形成各个决策函数，建立起SD结构模型（流图）。 * + + （+） 利率 L1 R1（利息1） C1(利率) （银行货币） * I R1(订货量) 库存量 D Y(期望库存) （库存差额） + + - （ - ） 期望库存 * P R1 R2 (出生人口) (人口总量) (死亡人口) C1（出生率） C2（死亡率） 年出生 人数 年死亡 人数 人口 总数 + + + + - - * 现分析某经营单一商品的零售店的订货策略问题，要求绘制系统动力学流程图。 分析：由于零售店向顾客销售商品，使零售店的库存量不断减少，为了补充库存，店方要向生产厂家提出订货。接受订货的厂家计划生产该种商品以满足订货要求。这时零售店的库存量又相应增加。系统的边界可以定为由零售店和工厂两部分组成。 课本例4-1：SD结构模型建模举例——商品库存问题。 * 订货 供应 顾客购货 销售 商店库存问题的队形系统界定 * 系统的组成要素 零售店 零售店的销售量；库存量；订货量 工厂 工厂未供订货量；生产量；生产能力；计划产量 * 零售店 销售 零售店 订货 工厂未 供订货 计划 产量 工厂生 产能力 工厂 生产 零售店 库存 + — — + + — + + + 商店库存问题的因果关系图及变量类型 + - * 零售店订货率 工厂生产率 工厂未供订货量 工厂生产率 零售店销售率 零售店库存 （a） （b） * 零售店订货率 工厂生产率 工厂未供订货 零售店销售率 零售店库存 商店库存问题的流程图 预定产量 生产能力 S1 S2 Y D3 D1 D2 D1:期望的完成 未供订货时间 D2:调整生产时间 D3:商店订货 平滑化时间 S1:平均销售量 S2:库存差额 Y: 期望库存 例：随着计算机技术的推广应用，迫切需要培养软件方面的人才。而人才培养需要一个过程。今有部分高校软件专业在校生5000名，毕业后主要满足对口的工业企业部门的需求，以后有多余的可供应其它部门。试按照系统动力学模型对该系统进行定性描述。 * 供需差 （D） 在校培养量 （M） 招生速率（R1） 人才拥有量 （Q） 人才培养过程的因果关系图 结业速率（R2） + + - + + - * 招生速率R1 结业速率R2 在校培养量M 人才拥有量Q 人才培养系统SD流程图 D Y V W * * * 每个顾客的来到，开始接受服务，服务结束来去正是引起系统状态发生变化的事件。 假定i个顾客服务结束离去时刻正是i＋1个顾客服务开始时刻，所有事件规为两类，一是顾客到达事件，二是顾客服务结束离去事件。当离去事件和服务事件同时发生时，先处理前者，再处理后者 *