[管理学]81第八章系统动力学与DYNAMO模型.ppt

本章要求 掌握系统动力学建模的基本原理 学会用反馈和因果图分析现实生活中的社会经济问题 掌握8种基本基模 掌握Dynamo设计语言 学会用Dynamo设计系统动力模型 进阶要求：图形建模工具环境Dynamo-Win 进阶要求：课外精读《第五项修炼》，深入领会与掌握系统动力学思维方法 第一部分 系统动力学 系统动力学模型 系统动力学模型：自顶向下 多主体模型：自底向上 系统动力学 系统动力学(System Dynamics)是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题交叉的综合性的新学科 是系统科学和管理科学中的一个分支，是一门沟通自然科学和社会科学等领域的横向学科 从系统方法论来说，系统动力学方法是结构方法、功能方法和历史方法的统一 什么是系统动力学？ 系统动力学认为，系统的行为模式与特性主要地取决于其内部的动态结构与反馈机制。 系统与反馈 系统：相互作用诸单元的复合体 反馈：系统内同一单元或同一子块其输出与输入间的关系 对整个系统而言，“反馈”则指系统输出与来自外部环境的输入的关系。 反馈可以从单元或子块或系统的输出直接联至其相应的输入，也可以经由媒介——其他单元、子块、甚至其他系统实现。 反馈系统 所谓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，以影响未来的行为。 库存控制系统是一个反馈系统 发货使库存量减少，当库存低于期望水平以下一定数值后，库存管理人员即按预定的方针向生产部门订货，货物经一定延迟到达，然后使库存量逐渐回升。 反映库存当前水平的信息经过订货与生产部门的传递最终又以来自生产部门的货物的形式返回库存。 库存信息反馈调节过程 回路、闭环系统、开环系统 反馈系统就是相互联结与作用的一组回路。 反馈系统就是闭环系统。 单回路的系统是简单系统；具有三个回路以上的系统是复杂系统。 反馈系统俯拾皆是，生物的、环境的、生态的、工业的、农业的、经济的和社会的系统都是反馈系统。 开环系统是相对于闭环系统(即反馈系统)而言的，因其内部未形成闭合的反馈环，像是被断开的环，故称为开环系统。 库存 ––– 订货系统是一个闭环的反馈系统 系统中的库存缺货信息的收集与向生产部门提出订货的要求均由管理人员承担，假设系统中无管理人员或管理人员失职，则系统中失去反馈环节与反馈作用，处于无人管理状态，也就成为开环系统了。库存量就不可能保持在合理的水平。 正反馈、负反馈、正反馈回路、负反馈回路、正反馈系统、负反馈系统 正反馈的特点是，能产生自身运动的加强过程，在此过程中运动或动作所引起的后果将回授，使原来的趋势得到加强。 负反馈的特点是，能自动寻求给定的目标，未达到(或者未趋近)目标时将不断作出响应。 具有正反馈特性的回路称为正反馈回路，具有负反馈特点的回路则称为负反馈回路(或称寻的回路)。 分别以上述两种回路起主导作用的系统则称之为正反馈系统与负反馈系统(或称寻的系统)。 正反馈回路的特点 正反馈回路的特点是，发生于其回路中任何一处的初始偏离与动作循回路一周将获得增大与加强。 正反馈回路可具有诸如非稳定的、非平衡的、增长的和自增强的多种特性。 在实际系统中，就系统产生的后果而言，正反馈回路可导致良性循环与恶性循环两类。 负反馈回路的特点 负反馈回路的特点是，它力图缩小系统状态相对于目标状态(或某平衡状态)的偏离。 负反馈回路亦可称为稳定回路，平衡回路或自校正回路。 系统动力学是分析复杂系统甚至特大系统的强有力工具 事实证明，由若干回路组成的反馈系统，即使诸单独回路所隐含的动态特性均简单明了，但是其整体特性的分析却往往使直观形象解释与分析方法束手无策。 反馈结构复杂的实际系统与问题，其随时间变化的特性与其内部结构的关系的分析不得不求助于定量模型和计算机模拟技术。 系统动力学中常用的图形表示法 回路的概念最简单的表示方法是图形。 系统动力学中常用三种图形表示法 系统结构框图 (structure diagram) 因果关系图 (causal relationship diagram) 流图 (stock and flow diagram) 系统结构框图 用方块或圆圈简明地代表系统的主要子块并描述它们之间物质与信息流的关系。 因果关系图 因果关系图有时候也被称为影响图(influence map)、向图、因果环图 (causal loop diagram)，普遍地用于构思模型的初始阶段 图中的因果链可标明其影响作用的性质是正的还是负的 粗略地说，正号表明，箭头指向的变量将随箭头源发的变量的增加而增加，减少而减少，而负号则表示变量间取与此相反的关系。 确定回路极性的方法 为了确定回路的特性，即回路的极性，可沿着反馈回路绕行一周，看一看回路中全部因果链的累积效