系统动力学1(复旦大学,张学民)

Germeshausen Professor Emeritus of Management Senior Lecturer University of Nebraska, BS '39, Electrical Engineering MIT, MS '45, Electrical Engineering
张学民 xzhang2000@sina.com
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系统动力学
《第五项修炼——学习型组织的艺术与实务》
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• [美国]彼得· 圣吉（Peter.M.Senge )著，郭进 隆译，杨硕英校，上海三联书店出版 • 一本探讨个人及组织生命的书，在中国大陆掀 起了一股学习大潮，特别对企业家们产生过较 大影响。
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发展历史 (cont.) 系统动力学的发展过程大致可分为四个阶段：
4、渐趋成熟(1976-
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) 由福雷斯特教授等主持研究的美国国家模型（耗资600万美 元，方程数4000）代表了系统动力学的最新成果，它标志着系统 动力学在理论及应用方面进入了一个更为成熟的阶段。 目前系统动力学正加强与控制理论、系统科学、突变理论、 耗散结构与分叉、结构稳定性分析、灵敏度分析、统计分析、参 数估计、最优化技术应用、类属结构研究、专家系统等方面的联 系。美、英、法、联邦德国、日本等国纷纷采用系统动力学方法 来研究各自的社会经济问题，涉及到经济、能源、交通、环境、 生态、生物、医学、工业、城市等广泛的领域。
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王其藩与Nathan Forrester，Peter Senge，David Anderson，John Morecroft
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参考资料 • • • • • • • • • •
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贾仁安、丁荣华，系统动力学——反馈动态性复杂分析，2003 J.W.Forrester，系统原理，1986清华版译本 J.W.Forrester，工业动力学，1985科学版译本 俞金康，系统动态学原理及其应用，1993 谭惠民，系统动力学，1989 喻学恒，系统工程理论与应用第一卷：系统动力学，1983 苏懋康，系统动力学原理及应用，1988 都兴富，系统动力学原理及其应用，1989 胡玉奎，系统动力学——战略与策略实验室，1988 张洪江、王礼先，长江三峡花岗岩坡面土壤流失特性及其系统 动力学仿真，1997 • 系统动力学在中国，www.systemdynamics.org.cn • 学习型组织研修中心，www.cko.com.cn
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王其藩教授与John D. Sterman及Sterman的妻子Cindy
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王其藩教授与Peter Senge
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发展历史
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系统动力学的发展过程大致可分为四个阶段：
1、稳态动力学(1956－1961) 由于SD这种方法早期研究对象是以企业为中心的 工业系统，初名也就叫工业动力学。这一阶段明确了 结构的概念，即从反馈环或系统子结构的角度来认识 系统，主要研究的是平衡条件的变动对稳态的影响， 而不是增长或衰减等瞬态过程。在这一“企业工程” 时代，SD主要致力于公司的政策修订。该阶段以《工 业动力学》一书的出版而告结束。
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背景(cont.)
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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50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。
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系 统 动 力 学 (System Dynamics)
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主讲： 张学民
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教材及参考资料
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教材
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高级系统动力学，王其藩著，清华大学出版社，1995年 9月 系统动力学，王其藩著，清华大学出版社，1994年10月
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J.W.Forrester等在系统动力学方面的主要成果
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• 1958年发表著名论文《工业动力学——决策的一个重要突破口 》，首次介绍工业动力学的概念与方法。 • 1961年出版《工业动力学》(Industrial Dynamics)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》(Principles of Systems)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》(Urban Dynamics)，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 》(World Dynamics)一书，提出了“世界模型II”。 • 1972年他的学生梅多斯教授等出版了《增长的极限》(The Limits to Growth)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。
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发展历史 (cont.)
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系统动力学的发展过程大致可分为四个阶段：
3、理论与应用的桥梁(1967-1975) 这一阶段为SD的进一步发展奠定了基础，迈开了 由理论走向实际应用的重要步伐。一些重要的专著， 如福雷斯特教授的《城市动力学》、《世界动力学》 、梅多斯教授等的《增长的极限》等相继问世。 由于这个方法的研究领域已远远超出工业系统的 范围，1972年遂改称系统动力学。对于反馈过程，SD 并不拘泥于数学上复杂的反馈理论，而作出了简明的 实用解释。
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J.W.Forrester
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Forrester, who invented random-access magnetic-core memory during the first wave of modern digital computers, also pioneered the field of system dynamics -- analysis of the behavior of systems. He pursues three main interests based on system dynamics: ①the System Dynamics National Model, which generates the major observed modes of economic behavior; ②a new management education based on the inherent, dynamic complexity of all the related parts of a corporation and brings them into a unified system; ③system dynamics as a methodology for giving cohesion, meaning, and motivation to pre-college education.
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J.W.Forrester等在系统动力学方面的主要成果 (cont.)
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继世界模型之后，福雷斯特教授 等又开始了历时10年以上的美国“国 家模型”(System Dynamics National Model)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 经济长波产生的机制。
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系统动力学的产生与早期发展回顾
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产生背景
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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。
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源自文库
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王其藩教授(复旦大学)
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• 王其藩教授 男,泉州市人。1959年毕业于清华大学电机系。复旦 大学与同济大学教授、博士生导师，美国麻省理工学院(MIT)系 统动力学（缩称SD）研究中心终身成员，同济发展研究院院长。 兼任国际SD学会中国分会主席，中国系统工程学会SD专业委员会 主任委员，中国系统科学研究会副会长，上海美国MIT同学会会 长；上海欧美同学会常务理事，上海泉州市侨乡开发协会理事; 《国际SD评论》和《系统辩证学学报》副主编以及其他四种国内 外权威与核心学术刊物编委等职。 • 1981年赴美国MIT斯隆管理学院进修、访问、讲学2年余，获证书 ，1983 年受聘为该校SD硏究中心终身成员。回国后从事管理科 学理论与应用的科研和教学工作，推动SD在国内外的发展。
• 联系方式：上海复旦大学管理学院，qfwang@fudan.edu.cn
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Forrester教授与王其藩在其MIT办公室
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王其藩教授与 Forrester、Forrester妻子Susan、 Forrester长子Nathan Forrester
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彼得.圣吉在北大光华管理学院为EMBA学员作专场主题演讲
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《系统思考》：让你“见树又见林”！
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• Seeing the Forest for the Trees: A Manager‘s Guide to Applying Systems Thinking，[英]Dennis Sherwood 著，邱昭良、 刘昕译，机械工业出版社，2004. 4 • 弥补了《第五项修炼》与现实世界之间的距离， 展示了处理复杂问题的最佳理论：系统思考。 • 有助于加深对系统思考的理解，也为如何使用相 关的工具与方法绘制系统循环图，从而解决复杂 的问题提供了详细的指南，并展示了通过计算机 仿真模拟可以获得的神奇力量。 • 通过对本书的研读，你将得到更好、更稳健、更 睿智的决策能力！
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发展历史 (cont.)
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系统动力学的发展过程大致可分为四个阶段：
2、增长的动力学和一般系统理论(1962－1966) 在这一阶段中，系统概念在社会科学中得以巩固 ，有关系统原理的教材及实验手段得到普及。SD模型 发展到非线性占重要地位的实际系统。新产品开发、 公司经营及经济活动等增长过程中的正反馈机制得以 阐明。同时，SD的应用范围已不仅仅是企业政策的制 定，而且扩充到工程、医学、管理、心理学、经济等 领域。对如此广泛领域的系统，SD都是以一种统一的 观点去把握系统结构的，因此SD是作为一般系统理论 而得以发展的。