系统动力学简介

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1、系统动力学基础系统动力学的产生系统动力学（SystemDynamics）是20世纪50年代由美国麻省理工学院（MIT）斯隆管理学院的福睿斯特（JayWrightForrester）教授开创的，是研究系统动态行为的一种计算机仿真技术。JayWrightForrester系统动力学产生的背景第二次世界大战以后，随着工业化的进程，某些国家的社会问题日趋严重，例如城市人口剧增、失业、环境污染、资源枯竭。这些问题范围广泛，关系复杂，因素众多，具有如下三个特点：各问题之间有密切的关联，而且往往存在矛盾的关系，例如经济增长与环境保护等。许

2、多问题如投资效果、环境污染、信息传递等有较长的延迟，因此处理问题必须从动态而不是静态的角度出发。许多问题中既存在如经济量那样的定量的东西，又存在如价值观念等偏于定性的东西。这就给问题的处理带来很大的困难。新的问题迫切需要有新的方法来处理；另一方面，在技术上由于电子计算机技术的突破使得新的方法有了产生的可能。于是系统动力学便应运而生。J.W.Forrester教授自1950年代中期开创系统动力学以来，在一系列社会经济系统问题的研究中取得了令人瞩目的创造性成果。1958年发表著名论文《工业动力学——决策的一个重要突破口》，首次介

3、绍工业动力学的概念与方法。1961年出版《工业动力学》(IndustrialDynamics)一书，该书代表了系统动力学的早期成果。1968年出版《系统原理》(PrinciplesofSystems)一书，论述了系统动力学的基本原理和方法。1969年出版《城市动力学》(UrbanDynamics)，研究波士顿市的各种问题。1971年进一步把研究对象扩大到世界范围，出版《世界动力学》(WorldDynamics)一书，提出了“世界模型II”。1972年他的学生梅多斯（Meadows）教授等出版了《增长的极限》(TheLimit

4、stoGrowth)一书，提出了更为细致的“世界模型III”。这个由罗马俱乐部主持的世界模型的研究报告已被翻译成34种语言，在世界上发行了600多万册。两个世界模型在国际上引起强烈的反响。J.W.Forrester等在系统动力学方面的主要成果继世界模型之后，Forrester教授等又开始了历时10年以上的美国“国家模型”(SystemDynamicsNationalModel)的研究。该模型在宏观经济学和微观经济学之间架起桥梁，成功地研究了通货膨胀和失业等等社会经济问题，并第一次从理论上阐明了西方经济学家长期争论不休的经济长

5、波产生的机制。J.W.Forrester等在系统动力学方面的主要成果1990年，Forrester的学生PeterSenge发表《第五项修炼》（theFifthDecipline），该书被誉为20世纪最重要的管理著作之一。PeterSenge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。它是系统科学和管理科学中的一个分支，也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，系统动力学的方法是结构方法、功能方法和历史方法的统一。

6、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。什么是系统动力学？系统动力学基本理论1、因果关联图定义：反映系统各要素之间因果关系的图就称为因果关系图。用箭线表示要素之间的因果关系。（1）因果链如果A的增加使B也增加，则称为正极性，记作：AB+如果A的增加使B减少，则称为负极性，记作：AB-BRTHPOP+DTHPOP-例如，年出生人数增加导致人口总数增加，年死亡人数增加导致人口总数减少。（2）、反馈回路（环）反馈：系统内同一单元或同一子块其输出与输入间的关系。反馈回路就是由一系列的因果与相互作用

7、链组成的闭合回路或者说是由信息与动作构成的闭合路径。反馈回路有三种类型：正反馈回路，负反馈回路，耦合反馈回路。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。1）正反馈回路回路上的因果链全是正极性的，或者负极性的因果链个数是偶数，则称为正反

8、馈。固定资产工业总产值利润留利提取固定资金+++++正反馈举例成本原料利用率利润--++正反馈举例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