物流系统设计与分析 第8章 物流系统动力学模型.ppt

第8章 物流系统动力学模型 本章学习目标 掌握系统动力学的基本原理 ； 掌握系统动力学模型方法； 掌握Vensim软件及物流系统动力学建模； 了解系统动力学的研究对象和应用范围； 了解因果关系分析方法； 了解系统模型流程图的画法。 本章小结 系统动力学作为一种研究信息反馈系统动态行为的计算机仿真方法，把反馈控制原理和因果关系的逻辑分析相结合，建立复杂系统的仿真模型，通过计算机仿真展示系统的行为，分析系统的内部结构，从而寻求解决问题的正确途径。 系统动力学建立在控制论、决策论、系统分析和计算机仿真技术的基础上。其基本观点是社会、经济、生态等系统都是具有自组织耗散结构的开放系统，系统的行为模式与特性主要取决于系统的内部结构和反馈机制，并在内外动力的作用下按照一定的规律发展演化。系统动力学的一般建模步骤为：明确目的、确定系统边界、因果关系分析、建立系统动力学模型、仿真试验、结果分析、模型修改。 系统动力学建模是为了检验理论和通过认识系统内部反馈结构与动态行为，来进行改善系统行为的决策。确定系统的边界需要考虑哪些因素应加入模型，哪些因素不应加入模型。 因果关系分析是系统动力学的基础，起着指明系统的变量间因果关系、作用方向和说明系统的反馈回路的作用。通常事件间因果关系的逻辑可描述为“如果……那么就……”。因果关系分析中有因果箭、因果链、反馈回路等要素。 建立系统动力学模型的主要步骤是绘制流程图和建立系统动力学方程。流程图中可以根据流率等因素的影响，描述系统状态变量的变化，并通过相应的系统动力学方程来精确表示变量的变化机制。系统动力学方程则是把模型结构用数学方程式的方式表达出来。 物流系统动力学是将系统动力学的知识应用在物流领域所形成的交叉性学科。由于物流系统具有系统性、动态性、反馈性和滞后性等特征，因此非常适合运用系统动力学的方法进行分析和优化。最后用Vensim软件快速简单的完成物流系统动力学中基本的一阶负反馈回路、二阶负反馈回路的仿真。 第三节 Vensim软件及物流系统动力学建模 （四）Vensim建模 1.绘制因果关系图 1)启动Vensim，点击菜单栏“File”－“New Model”，显示“Model Settings Time Bounds”对话窗口，点击“OK”按钮即可显示空白窗口，接下来可以开始绘制因果循环图。 2)设定图中字体为宋体，大小为10，颜色为黑色：在状态栏中点击字体名称（初始默认为Times New Roman）。 3)点击绘图栏的“Variable–Auxiliary/Constant”工具，在绘图窗口中任意一空白处点击（放置变量“利息”），此时显示编辑框，输入“利息”，然后按Enter。重复此步骤来建立变量“存款”。 4)如果拼错变量名称，仍然在点击“Variable – Auxiliary/Constant”的情况下，点选拼错变量的名称，此时显示编辑框，即可更改。 第三节 Vensim软件及物流系统动力学建模 （四）Vensim建模 1.绘制因果关系图 5)点击绘图栏“Arrow”工具，单击变量“利息”，再移动鼠标单击变量“存款”，则显示有直线箭头指针从“利息”指向“存款”； 接着点击绘图栏的“Move/Size Words and Arrows”工具，拖曳直线箭头指针的小圆圈将直线箭头变为弧形。重复上述步骤可建立弧线箭头指针由“存款”指向“利息”。 6)点击绘图栏“Move/Size Words and Arrows”工具，将鼠标移至某个箭头中间的小圆圈上按右键，在出现的对话框中勾选“Polarity”下面的“＋”号，即可为该箭头添加“＋”号。重复上述步骤为另一箭头添加“＋”号。 第三节 Vensim软件及物流系统动力学建模 （四）Vensim建模 1.绘制因果关系图 7)选中绘图栏中的“Sketch Comment”工具，然后点击绘图窗中正反馈回路内一点，在显示的批注说明对话窗口内，选择“Shape”下的“Loop Clkwse”(顺时针)，及“Graphics”－“Image”右侧下拉菜单中的“＋”，最后点击“OK” 键。即可在改该反馈回路中添加正反馈回路的图形。 8)点击菜单栏的“File”－“save”保存所完成的因果关系图。 第三节 Vensim软件及物流系统动力学建模 （四）Vensim建模 2.绘制流程图及建立方程式 1)新建一个模型，在“Time Bounds for Mode”对话窗口中设置“TIME STEP”为0.25，“Units for Time”为“Year”，然后点击“OK”。 2) 绘制状态变量“存款”：点击绘图栏“Box Variable – Level”工具，在窗口内任意处单击，出现编辑框，键入“存款”，再按Enter。 3)绘制流