VENSIM软件建模指导手册X

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Vensim软件建模指导手册

1.简介

Vensim是一种可视化建模工具，利用这种工具可以将系统动力学的模型概念化和文档化，并能对模型进行仿真、分析和优化。Vensim提供了简单而灵活的建模方式来绘制因果关系图和积量与流量图并在图上进行仿真。

Vensim通过文字以及文字间的箭头来表示和记录系统变量间的因果关系。在此基础上，使用公式编辑器来完成仿真模型的建立。在使用Vensim建模的过程中可以分析所建立的模型，包括变量的使用及其因果关系和因果关系环路。当一个可用于仿真模型建立起来以后，可以使用Vensim深入研究模型的行为。

Vensim是系统动力学研究领域应用最广泛的建模和仿真软件。包含了系统动力学研究中的几乎所有标准函数。V ensim包含多个版本，其中PLE版本是专门为教学设计的简化版本，可以免费使用。Vensim PLE可以从Ventana Systems公司的主页下载，网址为：。

本手册通过建立一个反映劳动力和库存关系的系统动力学模型，并利用这个模型进行仿真，来介绍一个完整建模过程。这个模型展示了库存管理策略和劳动力雇用策略可以导致生产的不稳定。

2.进入Vensim PLE

从开始菜单进入Vensim PLE，如图2.1所示。

图2.1 进入Vensim PLE

进入后主界面如图2.2所示。这个界面可以看作是带有一系列工具的绘图工作台。Vensim 窗口的主界面以绘图区域为主，包括标题栏、菜单栏、工具栏和分析工具等。如果在Vensim 中打开一个模型（如图2.2）则绘图工具栏和状态栏也会出现。

图2.2 Vensim主界面

标题栏：显示当前打开的模型文件名称和选中的变量名称。

菜单栏：菜单栏是上下文敏感的，具体内容根据打开的模型和正在进行的操作有所变化。大多数常用的菜单命令列在了快捷工具栏中。

工具栏：工具栏中的按钮是常用的菜单项和仿真命令。分为3组，从左到右依次是：文件操作命令、仿真命令和控制命令。

绘图工具栏：包含创建因果关系图和积量与流量图的全部工具。

分析工具：分析工具用于显示绘图区域中变量的有关信息，包括位置信息、变量值以及从仿真数据集中得到的行为信息。

状态栏：显示了绘图区域和其中对象的状态。状态栏中的按钮可以改变所选对象的状态并且可以切换视图。

3.创建一个系统动力学模型

3.1. 建立一个新模型

有2种方法建立新模型。

从菜单栏创建：在菜单栏找到File – New Model，创建一个新模型。

图3.1 从菜单栏创建模型

从工具栏创建：直接单击New Model按钮，创建一个新模型。

创建后，出现如图3.2所示的模型设置界面，可以设置初始时间、终止时间、时间步长和单位等仿真基本条件。

图3.2 模型设置

选择默认设置，即直接单击OK 按钮，弹出如图3.3所示的空白主界面。

图3.3 空白主界面

单击保存按钮，或者菜单栏的File – Save 命令，将模型保存为

Workforce_Inventory.mdl 。

3.2. 绘制因果关绘制因果关系图系图系图（（CLDs ）

绘制因果关系图的因素如表2.1所示

表3.1 主要影响因素表

生产相关因素

库存相关因素

销售相关因素

劳动力相关因素

产量（Production）

劳动生产率（Productivity）

目标产量

（Target Productivity）库存（Inventory）

目标库存

（Target Inventory）

库存调整量

（Inventory Correction）

库存覆盖比例

（inventory coverage）

库存调整时间

（time to correct inventory）

销量（Sales）劳动力（Workforce）

目标劳动力

（Target Workforce）

雇用量（Net Hire Rate）

劳动力调整时间

（time to adjust workforce）

1)产量：每月的出产品数量。

2)劳动生产率：每人每月的产量。

3)目标产量：计划达到的月产量。

4)库存：当前实际存货量。

5)目标库存：计划达到的库存量。

6)库存调整量：将库存补充到目标库存的速度。

7)库存覆盖比例：目标库存与当前销售量的比例。

8)库存调整时间：将库存补充到目标库存所需要的时间。

9)销量：每月销售的产品数量。

10)劳动力：当前劳动力总数。

11)目标劳动力：达到计划产量和计划库存需要的劳动力数量。

12)雇用量：每月实际净增加的劳动力数量。

13)劳动力调整时间：将当前劳动力补充到目标劳动力所需要的时间。

打开模型文件Workforce_Inventory.mdl。在工具栏上单击变量按钮（Variable），然后将鼠标箭头移动到绘图区域，箭头变为

，然后将鼠标箭头移动到绘图区域，箭头变为

图3.5 因果关系

图3.6 因果关系设置

按照上述方法，最后得到的因果关系图如图2.9所示。

Inventory

Target

+

，然后将鼠标箭头移动到绘图区域，箭头变为

量与流量图并进行仿真。

状态变量

状态变量即积量。单击状态变量按钮，然后将鼠标箭头移动到绘图区域，箭头变为

图3.9 状态变量

速率变量

单击速率按钮，然后将鼠标箭头移动到绘图区域，箭头变为

，可以调整相对位置。

图3.11状态变量与速率变量2

根据模型简化假设，将速率变量的形式设置为双箭头。单击移动按钮，将光标移动到速率变量箭头尾部，如图3.12左边所示，单击右键得到图3.13的属性设置对话框，选中箭头（Arrowhead）选项，单击OK按钮，得到图3.12右边所示速率变量。

图3.12 速率变量设置

图3.13 速率变量设置