系统动力学PPT1
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系统动力学课件与案例分析可编辑全文
能改善公司的成长，使得
以指数方式增长。
1企业成长与投资不足案例
❖ 系统边界的确定：划定系统边界应根据建模目的，把那些 与所研究的问题关系密切的重要变量划入系统边界内。在 此案例中，我们主要关注企业成长问题，研究影响企业营 业收入的因素。根据案例介绍因此我们将仅仅研究企业的 生产、市场、销售部门。不涉及其他部门，竞争对手等等。
(16)供应商生产率=DELAY3(供应商生产需求率，生产延迟) 单位：箱/周
2供应链中牛鞭效应
计算机仿真：
使用Vensim软件建立系统流图和填入方程式， 就可以对系统进行仿真。建立仿真模型可以与现 实对照，可以寻求削弱牛鞭效应的策略，可以预 测系统未来的行为趋势。
仿真结果
2供应链中牛鞭效应
2供应链中牛鞭效应
2供应链中牛鞭效应
问题识别：本案例主要研究供应链中牛鞭效应，各个供应链 节点库存积压，库存波动幅度比较大，不够稳定，导致供 应链的成本居高不下，失去了竞争优势。因此急需采取措 施来削弱牛鞭效应，从而能够降低整条供应链的成本，建 立稳定的竞争优势。因此本案例通过啤酒游戏来对供应链 进行仿真，从而为寻找较优的供应链结构来削弱牛鞭效应， 降低成本。
2供应链中牛鞭效应
2供应链中牛鞭效应
❖ 建立仿真方程式： (1)市场销售率=1000+IF THEN ELSE(TIME>4，RANDOM
NORMAL(-200，200，0，100，4),0) 单位：箱/周 (2)零售商销售预测=SMOOTH(市场销售率，移动平均时间)
单位：箱/周 (3)零售商期望库存=期望库存持续时间×零售商销售预测
1企业成长与投资不足案例
1企业成长与投资不足案例
❖ 3.那么从上图可以看出正反馈回路使得营业收入增长，但
系统动力学建模 PPT
因果关系图
因果图重要性
• 因果关系图在构思模型的初级阶段起着非 常重要的作用,它既可以在构模过程中初步 明确系统中诸变量间的因果关系，又可以 简化模型的表达，使人们能很快地了解系 统模型的结构假设，使实际系统抽象化和 概念化，非常便于交流和讨论。
流图法
• 流图法又叫结构图法,它采用一套独特的符 号体系来分别描述系统中不同类型的变量 以及各变量之间的相互作用关系。流图中 所采用的基本符号及涵义见图
国民经济流转模型方框问和交流
10
因果关系图法
• 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是 用因果链来连接的。因果链是一个带箭头的实线 (直线或弧线)，箭头方向表示因果关系的作用方 向，箭头旁标有“+”或“-”号，分别表示两种极性 的因果链。
• a．正向因果链 A→+B：表示原因A 的变化(增或 减)引起结果B 在同一方向上发生变化(增或减)。
系统分析
• 这一步骤首先要对所需研究的系统作深入、广泛 的调查研究，通过与用户及有关专家的共同讨论、 交换意见，确定系统目标，明确系统问题，收集 定性、定量两方面的有关资料和数据，了解和掌 握国内外在解决类似系统问题方面目前所处的水 平、状况及未来的发展动向，并对前人所做工作 的长处与不足作出恰如其份的分析。对其中合理 的思想和方法要注意借鉴、吸收，对其中不足之 处要探究其原因，提出改进的设想。
模型的基本模块
• 根据系统动力学关于系统基本结构的理论， 任何大规模的复杂系统都可以用多个系统 基本结构按照特定的方式联结而成。系统 的基本模块是典型基本结构的形式，也是 由系统的基本单元、单元的运动以及单元 的信息反馈三大部分组成。
• 了解和掌握系统基本模块的性能、特性和 作用，有助于分析和构造系统模型，尤其 是分析和构造大规模复杂系统的模型。
系统动力学及Vensim建模与模拟技术ppt课件
Ventana Systems, Inc. 成立于1985 年， Harvard, Massachusetts
Vensim软件开发于1988年 1993年Vensim 1.50为一个稳定版本 Vensim 1.62 发布于1995 Vensim 3.0发布于1997 Vensim 4发布于1999 Vensim 4.1，4.2发布于2000 Vensim 5发布于2002. Vensim 5.3发布于2004 Vensim 5.5发布于2005 Vensim 5.6发布于2006 Vensim 5.7a发布于2008
(8)复杂系统及行为 复杂系统分析方法 基模与共性结构
Page 3
(9) Vensim高级建模与模拟技术 敏感性测试 模型刻度与政策最优化 真实性检验 模型发布 Vensim其他高级功能简介
(10)建模互动交流 牛鞭效应
3
系统动力学简介
Page 4
系统动力学发展历史 系统动力学主要应用领域 系统动力学基本观点 系统动力学学科基础 系统动力学建模基本过程
i 1,2,, p
Si——代表子系统，
Page 16
16
系统动力学数学描述
数学描述如下：
·
L PR
式中：
R A
W
L A
L——状态变量向量；
R——速率变量向量；
A——辅助变量向量；
L——纯速率变量向量；
P——转移矩阵；
W——关系矩阵。
17
Page 17
系统动力学的系统(System)观点基础
(1)系统动力学简介 系统动力学发展历史 系统动力学主要应用领域 系统动力学学科基础 系统动力学建模基本过程
(2)Vensim 软件简介 软件配置 基本功能 用户界面 模型库及辅助知识
Vensim软件开发于1988年 1993年Vensim 1.50为一个稳定版本 Vensim 1.62 发布于1995 Vensim 3.0发布于1997 Vensim 4发布于1999 Vensim 4.1，4.2发布于2000 Vensim 5发布于2002. Vensim 5.3发布于2004 Vensim 5.5发布于2005 Vensim 5.6发布于2006 Vensim 5.7a发布于2008
(8)复杂系统及行为 复杂系统分析方法 基模与共性结构
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(9) Vensim高级建模与模拟技术 敏感性测试 模型刻度与政策最优化 真实性检验 模型发布 Vensim其他高级功能简介
(10)建模互动交流 牛鞭效应
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系统动力学简介
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系统动力学发展历史 系统动力学主要应用领域 系统动力学基本观点 系统动力学学科基础 系统动力学建模基本过程
i 1,2,, p
Si——代表子系统，
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系统动力学数学描述
数学描述如下：
·
L PR
式中：
R A
W
L A
L——状态变量向量；
R——速率变量向量；
A——辅助变量向量；
L——纯速率变量向量；
P——转移矩阵；
W——关系矩阵。
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系统动力学的系统(System)观点基础
(1)系统动力学简介 系统动力学发展历史 系统动力学主要应用领域 系统动力学学科基础 系统动力学建模基本过程
(2)Vensim 软件简介 软件配置 基本功能 用户界面 模型库及辅助知识
系统动力学ppt课件
水平方程（L）、速率方程（R）、辅助方程（A）、常量方 程（C）、初值方程（N）。
⑴水平方程：水平方程描述系统动力学模型中的存量（状态 变量，LEVEL）变化的方程。
积分方程表述：
以上积分方程表示状态变量在t 时刻的值等于状态变量初 始值加上在[0,t可]编这辑课段件 时间净流量变化对时间的积累。 24
在系统动力学中用差分方程表述：
可编辑课件
25
⑵速率方程
速率方程是表示在时间间隔 DT 内流量是如何变 化的或者是政策调控存量的决策规则。
在社会经济问题的决策中，决策者在内心都有一 个对被研究系统的状态的心理预期，即在决策者 心里什么情况下被研究系统是最好的，把心理预 期和系统的现实情况作比较，就会出现状态偏差 。
（一）系统动力学的理论基础
控制论
决策论
系统 分析
仿真
反馈控制、 自动调节、 时间滞后和 噪声干扰等。 尤其是反馈 控制理论
根据信息和 评价准则， 用数量方法 寻找或选取 最优决策方 案，是运筹 学的一个分
从系统的观 点出发，采 用各种分析 工具和方法 对问题进行 研究。
仿真模型的建 立，模型中变 量、参数和常 数的处理，仿 真时间，仿真 时钟的推进， 仿真计算结果 的存储和输出
通过上述过程完成了对系统结构的仿真，接下来就要寻 找较优的系统结构。
可编辑课件
9
2.系统动力学的原理
寻找较优的系统结构被称作为政策分析或优化，包括 参数优化、结构优化、边界优化。
参数优化就是通过改变其中几个比较敏感参数来改变系统 结构来寻找较优的系统行为。
结构优化是指主要增加或减少模型中的水平变量、速率变 量来改变系统结构来获得较优的系统行为。
所以，引入辅助方程，将复杂的方程分解简化，由系 列方程替代一个复杂的方程，使用起来清晰明确。
⑴水平方程：水平方程描述系统动力学模型中的存量（状态 变量，LEVEL）变化的方程。
积分方程表述：
以上积分方程表示状态变量在t 时刻的值等于状态变量初 始值加上在[0,t可]编这辑课段件 时间净流量变化对时间的积累。 24
在系统动力学中用差分方程表述：
可编辑课件
25
⑵速率方程
速率方程是表示在时间间隔 DT 内流量是如何变 化的或者是政策调控存量的决策规则。
在社会经济问题的决策中，决策者在内心都有一 个对被研究系统的状态的心理预期，即在决策者 心里什么情况下被研究系统是最好的，把心理预 期和系统的现实情况作比较，就会出现状态偏差 。
（一）系统动力学的理论基础
控制论
决策论
系统 分析
仿真
反馈控制、 自动调节、 时间滞后和 噪声干扰等。 尤其是反馈 控制理论
根据信息和 评价准则， 用数量方法 寻找或选取 最优决策方 案，是运筹 学的一个分
从系统的观 点出发，采 用各种分析 工具和方法 对问题进行 研究。
仿真模型的建 立，模型中变 量、参数和常 数的处理，仿 真时间，仿真 时钟的推进， 仿真计算结果 的存储和输出
通过上述过程完成了对系统结构的仿真，接下来就要寻 找较优的系统结构。
可编辑课件
9
2.系统动力学的原理
寻找较优的系统结构被称作为政策分析或优化，包括 参数优化、结构优化、边界优化。
参数优化就是通过改变其中几个比较敏感参数来改变系统 结构来寻找较优的系统行为。
结构优化是指主要增加或减少模型中的水平变量、速率变 量来改变系统结构来获得较优的系统行为。
所以，引入辅助方程，将复杂的方程分解简化，由系 列方程替代一个复杂的方程，使用起来清晰明确。
机械系统动力学-PPT课件
n
2
，可求解等效转动惯量：
n v i 2 si2 J J （ ) m ( ) e si i i i 1 1
HIGH EDUCATION PRESS
第十四章 机械系统动力学
1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算
等效力矩的计算：
等效构件的瞬时功率：P M e
系统中各类构件的瞬时功率： P P F v cos i 'M i i i'' i si i
0 Md tan 0 n tan Mn
M M n 0 n M d 0 n 0 n ab
HIGH EDUCATION PRESS
第十四章 机械系统动力学
二、机械的运转过程
1.启动阶段 2. 机械的稳定运转阶段
3. 机械的停车阶段
第十四章 机械系统动力学
P P ' P ' ' M F v cos i i i i i i si i
第十四章 机械系统动力学
HIGH EDUCATION PRESS
1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算
整个机械系统的瞬时功率为：
P M F v cos i i i si i
i 1 i 1 n n
HIGH EDUCATION PRESS
3.机械的停车阶段
停车阶段是指机械由稳定运转的工作转数下降到零转
数的过程。
第十四章 机械系统动力学
HIGH EDUCATION PRESS
第二节 机械系统的等效动力学模型
一、等效动力学模型的建立 二、等效构件 三、等效参量的计算 四、实例与分析
第十四章 机械系统动力学
作往复移动的等 效构件的微分方 程
2
，可求解等效转动惯量：
n v i 2 si2 J J （ ) m ( ) e si i i i 1 1
HIGH EDUCATION PRESS
第十四章 机械系统动力学
1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算
等效力矩的计算：
等效构件的瞬时功率：P M e
系统中各类构件的瞬时功率： P P F v cos i 'M i i i'' i si i
0 Md tan 0 n tan Mn
M M n 0 n M d 0 n 0 n ab
HIGH EDUCATION PRESS
第十四章 机械系统动力学
二、机械的运转过程
1.启动阶段 2. 机械的稳定运转阶段
3. 机械的停车阶段
第十四章 机械系统动力学
P P ' P ' ' M F v cos i i i i i i si i
第十四章 机械系统动力学
HIGH EDUCATION PRESS
1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算
整个机械系统的瞬时功率为：
P M F v cos i i i si i
i 1 i 1 n n
HIGH EDUCATION PRESS
3.机械的停车阶段
停车阶段是指机械由稳定运转的工作转数下降到零转
数的过程。
第十四章 机械系统动力学
HIGH EDUCATION PRESS
第二节 机械系统的等效动力学模型
一、等效动力学模型的建立 二、等效构件 三、等效参量的计算 四、实例与分析
第十四章 机械系统动力学
作往复移动的等 效构件的微分方 程
汽车系统动力学第1章 车辆动力学概述
汽车系统动力学
第一节 历史回顾
20世纪90年代末期 – 研究人员发现，车辆在高速行驶过程中的横向稳定
裕度较小，通过调节四个车轮的纵向力而形成一定 的回转力矩，就可控制汽车的横摆角速度，由此提 出了“直接横摆控制”(Direct Yaw moment Control，简称DYC)算法，并经试验验证了该算法 的有效性。在此基础上，近年来又提出了限制一定 侧偏角范围的车辆动力学控制(Vehicle Dynamics Control，简称VDC)。 自2000年以来 – VDC系统得到了各国汽车厂商关注，并进行开发研 制。
第一章 车辆动力学概述
世纪商务英语听说教程 专业篇I （第五版）
主讲：朱明
高级工程师、高级技师、国家经济师 高级国家职业技能鉴定考评员 高级技能专业教师
汽车系统动力学
第一章 车辆动力学概述
• 第一节 历史回顾 • 第二节 研究内容和范围 • 第三节 汽车特性和设计方法 • 第四节 术语、标准和法规 • 第五节 发展趋势
汽车系统动力学
图1-1 底盘控制系统与车辆动力学关系示意图
汽车系统动力学
第一节 历史回顾
20世纪70年代末
– 从飞机设计技术中引入的防抱死制动系统 （Anti-lock Braking System，简称ABS） 可以称得上是向车辆底盘控制迈出的第一步， ABS通过限制制动压力来保证车轮的最佳滑移 率，从而避免了车轮抱死。
量、转向信号传感装置、变车道、J转向
等试验方法的测试技术日趋完善。 人们对非线性操纵响应的理解也愈加深
入，从而使操纵动力学的研究逐渐向高侧向 加速度的非线性作用域扩展。
汽车系统动力学
第一节 历史回顾
最近10年： 计算机技术及应用软件的开发，使建模的
第一节 历史回顾
20世纪90年代末期 – 研究人员发现，车辆在高速行驶过程中的横向稳定
裕度较小，通过调节四个车轮的纵向力而形成一定 的回转力矩，就可控制汽车的横摆角速度，由此提 出了“直接横摆控制”(Direct Yaw moment Control，简称DYC)算法，并经试验验证了该算法 的有效性。在此基础上，近年来又提出了限制一定 侧偏角范围的车辆动力学控制(Vehicle Dynamics Control，简称VDC)。 自2000年以来 – VDC系统得到了各国汽车厂商关注，并进行开发研 制。
第一章 车辆动力学概述
世纪商务英语听说教程 专业篇I （第五版）
主讲：朱明
高级工程师、高级技师、国家经济师 高级国家职业技能鉴定考评员 高级技能专业教师
汽车系统动力学
第一章 车辆动力学概述
• 第一节 历史回顾 • 第二节 研究内容和范围 • 第三节 汽车特性和设计方法 • 第四节 术语、标准和法规 • 第五节 发展趋势
汽车系统动力学
图1-1 底盘控制系统与车辆动力学关系示意图
汽车系统动力学
第一节 历史回顾
20世纪70年代末
– 从飞机设计技术中引入的防抱死制动系统 （Anti-lock Braking System，简称ABS） 可以称得上是向车辆底盘控制迈出的第一步， ABS通过限制制动压力来保证车轮的最佳滑移 率，从而避免了车轮抱死。
量、转向信号传感装置、变车道、J转向
等试验方法的测试技术日趋完善。 人们对非线性操纵响应的理解也愈加深
入，从而使操纵动力学的研究逐渐向高侧向 加速度的非线性作用域扩展。
汽车系统动力学
第一节 历史回顾
最近10年： 计算机技术及应用软件的开发，使建模的
车辆系统动力学一PPT课件
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8
第一节 车辆系统运动认识
•车辆系统是一个复杂的多自由度的动态系 统 •一般情况下，车辆系统考虑成多刚体系统， 如车体、构架等 •每一刚体可考虑成6个自由度，三个位移 和三个转动，沿x,y,z轴3个方向的直线运 动和绕三根轴的回转运动。
.
9
6个名称： 1、伸缩振动 2、横摆振动 3、浮沉振动 4、侧滚振动 5、点头振动 6、摇头振动
针对被动悬挂的局限性，20世纪50年代便有学者 提出了主动悬挂的概念。主动悬挂实际上是一个 闭环控制的动力驱动系统，通过合理调节输入到 减振系统的能量来抵消来自外界的激扰，从而达 到减振的目的。
.
34
半主动悬挂的概念于20世纪70年代中期提出，半主 动悬挂采用阻尼特性可调的可控减振器和/或刚度特 性可调的可控弹簧作为作动器，通过实时调节可控减 振器的阻尼特性或可控弹簧的刚性特性，间接地获得 合理的悬挂力。实际应用中，可控弹簧实现起来比较 困难，目前的半主动悬挂一般采用可控减振器。
.
30
当列车与对面列车交汇行驶时会产生多大程度的振 动？同时会产生多大的横向压力？
在新建供各种不同速度车辆行驶用的线路时，如何 考虑复线间隔、舒适度和安全上的限制？
.
31
5、脱轨安全性
如何保证列车既能够高速行驶又不至于脱轨？
当外界因素如地震、泥石流等引发大面积轨 道转移时，车辆能否保证不脱轨？ 对于目前脱轨安全评价标准体系中仍无法评估 的振动，将如指同一车辆两转向架中心之 间的纵向距离，车辆定距决定了车辆长度和载 客量。客车/动车组25m，轻轨车辆一般为13m， 货车一般9m。
.
11
4、轴箱悬挂。是将轴箱和构架在纵向、横向以 及垂向联接起来，并使两者在这三个方向的相 对运动受到相对约束的装置。 对于客车/动车组而言，主要包括轴箱弹簧、轴 箱定位装置以及轴箱减振器等。 5、中央悬挂。是将车体和构架/侧架联结在一起 的装置，一般具有衰减车辆系统振动、提高车 辆运行平稳性和舒适性的作用。
车辆系统动力学课件
11
Vehicle System Dynamics
1.3 车辆特性和设计方法
1、期望的车辆特性
● 操纵动力学：人为因素多（驾驶员）
评价：利用系统转向特性，开环评价和闭环评价（如图）
Open
Closed
2021/4/14 星期三
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Vehicle System Dynamics
1.3 车辆特性和设计方法
47
轮胎模型
2021/4/14 星期三
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轮胎模型
2021/4/14 星期三
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第3章 轮胎动力学
概述 轮胎的功能、结构与发展 轮胎模型 轮胎纵向动力学 轮胎垂向动力学 轮胎侧向动力学
2021/4/14 星期三
50
轮胎纵向动力学
2021/4/14 星期三
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轮胎纵向动力学
2021/4/14 星期三
2021/4/14 星期三
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动力学方程的建立方法
2021/4/14 星期三
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动力学方程的建立方法
2021/4/14 星期三
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Hale Waihona Puke 动力学方程的建立方法2021/4/14 星期三
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动力学方程的建立方法
2021/4/14 星期三
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第2章 车辆动力学建模方法
动力学方程的建立方法 动力学方程的求解方法 从控制工程角度看动力学系统 处理动力学系统的方法和步骤
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轮胎纵向动力学
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轮胎纵向动力学
2021/4/14 星期三
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轮胎纵向动力学
2021/4/14 星期三
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第3章 轮胎动力学
系统动力学课件与案例分析系统仿真PPT
系统动力学采用定性和定量相结合的 方法，通过对系统的结构和行为进行 深入分析，揭示系统的内在规律和动 态行为。
系统动力学的发展历程
20世纪60年代
系统动力学开始应用于城市规划、环境科 学、交通工程等领域。
A 20世纪50年代
美国麻省理工学院的福瑞斯特教授 创立了系统动力学，最初应用于企
业管理领域。
系统动力学课件与案例分析系统仿 真
contents
目录
• 系统动力学概述 • 系统动力学模型 • 系统仿真 • 案例分析 • 结论与展望
01 系统动力学概述
系统动力学的定义
系统动力学：是一门研究系统动态行 为的学科，它通过建立动态模型来模 拟系统的行为和性能，并利用这些模 型进行系统分析和优化。
预测与优化
系统动力学和系统仿真能够预测 系统的未来状态，并通过优化模 型参数和结构来改善系统性能， 提高资源利用效率和系统运行效 果。
系统动力学与系统仿真的未来发展
智能化技术
随着人工智能和机器学习技术的发展，系统动力学和系统仿真将进一步智能化，能够自动学习和优化模型参数，提高 模拟的准确性和效率。
详细描述
系统方程式通常采用微分方程或差分方程的形式，描述系统中各变量之间的动态 变化关系。通过建立系统方程式，可以模拟系统的动态行为，并预测未来系统的 状态变化。
03 系统仿真
系统仿真的定义与目的
定义
系统仿真是一种通过建立数学模型和计算机程序来模拟真实系统行为的方法。
目的
系统仿真的目的是为了理解系统的动态行为，预测系统未来的发展趋势，优化系统性能，以及解决复杂系统的问 题。
因果关系图
总结词
因果关系图是系统动力学模型中的另一种可视化工具，用于描述系统中各变量 之间的因果关系。
系统动力学的发展历程
20世纪60年代
系统动力学开始应用于城市规划、环境科 学、交通工程等领域。
A 20世纪50年代
美国麻省理工学院的福瑞斯特教授 创立了系统动力学，最初应用于企
业管理领域。
系统动力学课件与案例分析系统仿 真
contents
目录
• 系统动力学概述 • 系统动力学模型 • 系统仿真 • 案例分析 • 结论与展望
01 系统动力学概述
系统动力学的定义
系统动力学：是一门研究系统动态行 为的学科，它通过建立动态模型来模 拟系统的行为和性能，并利用这些模 型进行系统分析和优化。
预测与优化
系统动力学和系统仿真能够预测 系统的未来状态，并通过优化模 型参数和结构来改善系统性能， 提高资源利用效率和系统运行效 果。
系统动力学与系统仿真的未来发展
智能化技术
随着人工智能和机器学习技术的发展，系统动力学和系统仿真将进一步智能化，能够自动学习和优化模型参数，提高 模拟的准确性和效率。
详细描述
系统方程式通常采用微分方程或差分方程的形式，描述系统中各变量之间的动态 变化关系。通过建立系统方程式，可以模拟系统的动态行为，并预测未来系统的 状态变化。
03 系统仿真
系统仿真的定义与目的
定义
系统仿真是一种通过建立数学模型和计算机程序来模拟真实系统行为的方法。
目的
系统仿真的目的是为了理解系统的动态行为，预测系统未来的发展趋势，优化系统性能，以及解决复杂系统的问 题。
因果关系图
总结词
因果关系图是系统动力学模型中的另一种可视化工具，用于描述系统中各变量 之间的因果关系。
系统动力学讲稿1
正反馈系统举例
工资—物价反馈回路 工资 物价反馈回路
人口的自然增长过程
正反馈使自身的运动不断加强。
负反馈系统举例
钟摆系统反馈回路
电毯系统负反馈回路
负反馈能自动寻求给定的目标。
复杂的反馈系统
一阶反馈回路是构成系统的基本结构。 复杂系统则是由这些相互作用的反馈回路组成的。 研究系统问题的目的之一：了解与掌握反馈系统的特性。 简单的与复杂的反馈系统：结构特征、行为模式、决策分析 对于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。
正（负）反馈系统
按照反馈过程的特点，反馈划分为正反馈和负反馈两种。 特点： 自身运动的加强过程，在此过程中运动或动作所引起 正反馈能产生自身运动的加强过程 自身运动的加强过程 的后果将回授，使原来的趋势得到加强。 负反馈能自动寻求给定的目标 自动寻求给定的目标，未达到(或者未趋近)目标时将不断 自动寻求给定的目标 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)。
建模——学习系统动力学的一个重要目的。 建模
反馈
什么是反馈？ 什么是反馈？ 反馈是指系统输出与来自外部环境的输入的关系。 “输入”指相对于单元、子块或系统的外部环境施加于它们本身的作 用。“输出”则为系统状态中能从外部直接测量的部分。 换言之，反馈就是信息的传输与回授。
我们周围的反馈现象比比皆是。 如：空调设备
大的如 小的如 更小的如 天体运行系统，社会一经济一生态系统，世界能源系统 城市系统，企业经营管理系统 动物的心脏、肺和血液循环的供氧生理系统等。
系统动力学第三章(1)
19
3.6 因果回路图
2、因果回路图的记号 （3）极性 ） 负“-” 因果链的符号
表示其他条件相同时，如果 增加 或减少），那么Y减少 增加（ ），那么 表示其他条件相同时，如果X增加（或减少），那么 减少 或增加）到低于（或高于）原应有的量， （或增加）到低于（或高于）原应有的量，在累加的情况 中扣除; 下，把X从Y中扣除 从 中扣除
20
3.6 因果回路图
2、因果回路图的记号 （4）回路标识符 回路标识符表示回路是正反馈还是负反馈。 回路标识符表示回路是正反馈还是负反馈。 符号
正反馈回路
负反馈回路
回路标识符箭头方向和图中反馈回路方向要一致！ 回路标识符箭头方向和图中反馈回路方向要一致！
21
3.6 因果回路图
3、因果回路图中回路的极性 反馈回路极性分为正和负两种， 反馈回路极性分为正和负两种，极性为正的反馈回路具有 自加强作用；而极性为负的反馈回路具有趋向平衡的作用。 自加强作用；而极性为负的反馈回路具有趋向平衡的作用。 如何判断因果关系图中回路的极性？ 如何判断因果关系图中回路的极性？ 沿着反馈回路绕行一周， 沿着反馈回路绕行一周，看看回路中所有因果链的累积效 应如何，如果累积效应具有加强作用，则回路极性为正； 应如何，如果累积效应具有加强作用，则回路极性为正； 如果累积效应具有趋向平衡作用，则为负。 如果累积效应具有趋向平衡作用，则为负。
8
3.3 SD构模的目的 SD构模的目的
2、SD构模的原则 SD构模的原则 （2）建模过程 ） ①尽可能让用户参加； 尽可能让用户参加； 加速模型雏形的设计； ②加速模型雏形的设计； 面向实际的需要进行模型真实性的测试； ③面向实际的需要进行模型真实性的测试； 在模型设计中考虑好模型有效性的测度问题， ④在模型设计中考虑好模型有效性的测度问题，要与真实 系统的测度相一致； 系统的测度相一致； （3）考虑更改的可能性 ） ①设计模型时考虑到更改的可能性； 设计模型时考虑到更改的可能性； 考虑对其他系统可能的冲击与影响。 ②考虑对其他系统可能的冲击与影响。
3.6 因果回路图
2、因果回路图的记号 （3）极性 ） 负“-” 因果链的符号
表示其他条件相同时，如果 增加 或减少），那么Y减少 增加（ ），那么 表示其他条件相同时，如果X增加（或减少），那么 减少 或增加）到低于（或高于）原应有的量， （或增加）到低于（或高于）原应有的量，在累加的情况 中扣除; 下，把X从Y中扣除 从 中扣除
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3.6 因果回路图
2、因果回路图的记号 （4）回路标识符 回路标识符表示回路是正反馈还是负反馈。 回路标识符表示回路是正反馈还是负反馈。 符号
正反馈回路
负反馈回路
回路标识符箭头方向和图中反馈回路方向要一致！ 回路标识符箭头方向和图中反馈回路方向要一致！
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3.6 因果回路图
3、因果回路图中回路的极性 反馈回路极性分为正和负两种， 反馈回路极性分为正和负两种，极性为正的反馈回路具有 自加强作用；而极性为负的反馈回路具有趋向平衡的作用。 自加强作用；而极性为负的反馈回路具有趋向平衡的作用。 如何判断因果关系图中回路的极性？ 如何判断因果关系图中回路的极性？ 沿着反馈回路绕行一周， 沿着反馈回路绕行一周，看看回路中所有因果链的累积效 应如何，如果累积效应具有加强作用，则回路极性为正； 应如何，如果累积效应具有加强作用，则回路极性为正； 如果累积效应具有趋向平衡作用，则为负。 如果累积效应具有趋向平衡作用，则为负。
8
3.3 SD构模的目的 SD构模的目的
2、SD构模的原则 SD构模的原则 （2）建模过程 ） ①尽可能让用户参加； 尽可能让用户参加； 加速模型雏形的设计； ②加速模型雏形的设计； 面向实际的需要进行模型真实性的测试； ③面向实际的需要进行模型真实性的测试； 在模型设计中考虑好模型有效性的测度问题， ④在模型设计中考虑好模型有效性的测度问题，要与真实 系统的测度相一致； 系统的测度相一致； （3）考虑更改的可能性 ） ①设计模型时考虑到更改的可能性； 设计模型时考虑到更改的可能性； 考虑对其他系统可能的冲击与影响。 ②考虑对其他系统可能的冲击与影响。
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管理科学与工程学科
系统动力学
Forrester教授与王其藩在其MIT办公室
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系统动力学
王其藩教授与 Forrester、Forrester妻子Susan、 Forrester长子Nathan Forrester
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系统动力学
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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系统动力学的产生与早期发展回顾
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系统动力学
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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王其藩与Nathan Forrester，Peter Senge，David Anderson，John Morecroft
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参考资料 • • • • • • • • • •
9
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， • 学习型组织研修中心，
教材及参考资料
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系统动力学
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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系统动力学
王其藩教授(复旦大学)
3
• 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。
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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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系统动力学
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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erman及Sterman的妻子Cindy
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王其藩教授与Peter Senge
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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.