系统动力学（王其藩修改版）

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1、系统动力学普通高等教育管理工程类规划教材系统动力学（修订版）作者：王其藩页数:289出版日期:1994年10月第2版，清华大学出版社第一章系统动力学概论1.1系统动力学及其发展简史1.1.1什么是系统动力学系统动力学(SystemDynamics)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。它是系统科学相管理科学中的一个分支，它也是一门沟通自然科学和社会科学等领域的横向学科。系统动力学理论的基本点鲜明地表明了它的唯物的系统辩证的特征。它强调系统、整体的观点和联系、发展、运动的观点。从系统方法论来说，系统动力学的方法是结构方法、功能方法和历史方

2、法的统一。系统动力学研究处理复杂系统问题的方法是定性与定量结合，系统综合推理的方法。按照系统动力学的理论与方法建立的模型，借助计算机模拟可以用于定性与定量地研究系统问题。系统动力学的模型模拟是一种结构—功能的模拟。它最适用于研究复杂系统的结构、功能与行为之间动态的辩证对立统一关系。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。由于非线性因家的作用，商阶次复杂时变系统往往表现出反直观的、千姿百态的动力学特性，已引起人们的重视。系统动力学正是这样一门可用于分析研究社会、经济、生态和生物等一类复杂大系统问题的学科。系统动力学模型可作为实际系统．特别是社会、经济、生

3、态复杂大系统的“实验室”。系统动力学的建模过程就是一个学习、调查研究的过程，模型的主要功用在于向人们提供一个进行学习与政策分析的工具，并使决策群体或整个组织逐步成为一种学习型和创造型的组织。1.1.2国内外系统动力学发展动向(1)历史的回顾系统动力学的出现始于1956年，创始人为美国麻省理工学院(M．IT．)福瑞斯特(JayW．Forrester)教授。50年代后期，系统动力学逐步发展成为一门新的领域。初期它主要应用于工业企业管理，处理诸如生产与雇员情况的波动，市场股票与市场增长的不稳定性等问题。此学科早期的称呼——“工业动力学”即因此而得名。尔后，系统动力学的应用范围日益扩大，从民用到

4、军用；从科研、设计工作的管理到城市摆脱停滞与衰退的决策，从世界面临人口指数式增长的威胁与资源储量日趋殆尽的危机到检验糖尿病的病理假设；从吸毒到犯罪问题。总之，其应用几乎遍及各类系统，深入到各种领域。显然此学科的应用已远远超越“工业动力学”的范畴，所以改称为“系统动力学”。在60年代一批代表这一阶段的理论与应用研究成果与水平的论著问世。稻瑞斯持教授发表于1961年的《工业动力学》(IndustrialDynamics)已成为本学科的经典著作。它阐明了系统动力学的原理与典型应用。《系统原理》(PrinciplesofSytems，1968)一书侧重介绍系统的基本结构。《城市动力学》(Urba

5、nDynamics，1969)则总结了美国城市兴衰问题的理论与应用研究的成果。可以认为，这一阶段是系统动力学成长的重要时期。它经过最初15年的发展后，在理论与应用两方面为其在70一80年代的壮大与成熟奠定了坚实雄厚的基础。(2)70年代以来的壮大与成熟这是系统动力学经历两次严峻的挑战走向世界，进入蓬勃发展的时期。第一次挑战。70年代韧，拥有来自26个国家75名科学家的罗马俱乐部(TheClubofRome)困惑于世界面临人口增长与资源日渐枯竭的前景。鉴于当时一些惯用的工具难能胜任对此复杂问题的研究，于是他们转向寄希望于系统动力学方法。在1970午6、7月问，经过一个多月的酝酿和召开学习讨

6、论会，俱乐部的成员对福瑞斯特教授提出的世界模型的雏型(WorldII)感到兴趣并受到鼓舞。于是罗马俱乐部决定提供财政支持，在麻省理工学院成立一个由福瑞斯特教授的学生梅多斯教授(DennisMeadows)为首的国际研究小组，担负世界模型的研究任务。这是系统动力学面临的第一次严峻考验与挑战。作为最初的研究成果福瑞斯特教授以worldII为基础发表了《世界动力学》(WorldDynamics，1971)，接着他指导下的小组先后发表了《增长的限制》(TheLimitstoGrowth，DennisMeadowset.a1．，1972)，《趋向全球的均衡》(TowardGlobalEquilib

7、rium，DennisMeadowset.al，1974)等著作阐述其研究成果worldII和他们对未来世界发展的观点。他们研究了世界范围[、，人口、自然资源、工业、农业和污染诸因素的相互联系、制约和作用以及其产生的后果的各种可能性。他们的基本观点是：迄今世界范围指数式增长的势头不能再持续下去，世界的发展将逐渐过渡到某种均衡发展的状态，由于工业化伴随来了人口膨胀、资源短缺和污染加剧．因此从长远的战略观点看，目前不发达国家按西方先进国