系统动力学(名词解释)
系统动力学
系统动力学(System Dynamics)是研究信息反馈系统动态行为的计算机仿真方法，它巧妙地把信息反馈的控制原理与因果关系的逻辑分析结合起来，面对复杂的实际问题，从研究系统的微观结构人手，建立系统的仿真模型，并对模型实施各种不同的“政策试验”，通过计算机仿真展示系统的宏观行为，寻求解决问题的正确途径，即系统动力学模型能够处理高阶次、非线性、多重反馈的复杂时变系统的有关问题。
在生态学经济系统优化管理中得到广泛应用。
系统动力学模型由系统结构流程图和构造方程组成，二者相辅相成，融为一体。
流程图反映系统中各变量间因果关系和反馈控制网络，正反馈环有强化系统功能，表现为偏离目标的发散行为；负反馈环则有抑制功能，能跟踪目标产生收敛机制。
二者组合使系统在增长与衰减交替过程中保持动态平衡，达到预期目标。
所以，流程图用以体现实际系统的结构特征，构造方程是变量间定量关系的数学表达式，可由流程图直接确定或由相关函数给出，可以是线性或非线性函数关系，其一般表达式为：(,,,)i i i i dX f X V R P dt= （1） 其差分形式可形成：()()(,,,)t i i i i X t t X f X V R P t +∆=+∙∆ （2）式中，X 为状态变量，V 为辅助变量，R 为流率变量，P 为参数，t 为仿真时间，t ∆为仿真步长。
系统动力学模型的建立，首先是确定系统分析目的；其次是确定系统边界，即系统分析涉及的对象和范围；之后是建立因果关系（反馈回路）图和模型流程图；然后写出系统动力学方程；最后进行仿真试验和计算。
模型建立与模拟运行应用Stella 软件系统。
Stella 系统是动力学模型系统之一，它具有友好的图形界面，包含3个联结层：最上一层是映射层，在映射层可以建立模型的基本结构。
中间一层是图标层，有分别代表积累变量、流速变量和参数变量的图标，是建立模型的主要“组件”，给每一“组件”赋予初始值或函数关系，再通过信息流将这些“组件”连接起来，就是系统的模型流程图；同时，还可以在这一层形成用来采集数据的图表。
系统动力学（自己总结）
系统动⼒学（⾃⼰总结）系统动⼒学1.系统动⼒学的发展系统动⼒学（简称SD—system dynamics）的出现于1956年，创始⼈为美国⿇省理⼯学院的福瑞斯特教授。
系统动⼒学是福瑞斯特教授于1958年为分析⽣产管理及库存管理等企业问题⽽提出的系统仿真⽅法，最初叫⼯业动态学。
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的交叉综合学科。
从系统⽅法论来说：系统动⼒学是结构的⽅法、功能的⽅法和历史的⽅法的统⼀。
它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是⼀门综合⾃然科学和社会科学的横向学科。
系统动⼒学的发展过程⼤致可分为三个阶段：1）系统动⼒学的诞⽣—20世纪50-60年代由于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。
这阶段主要是以福雷斯特教授在哈佛商业评论发表的《⼯业动⼒学》作为奠基之作，之后他⼜讲述了系统动⼒学的⽅法论和原理，系统产⽣动态⾏为的基本原理。
后来，以福雷斯特教授对城市的兴衰问题进⾏深⼊的研究，提出了城市模型。
2）系统动⼒学发展成熟—20世纪70-80这阶段主要的标准性成果是系统动⼒学世界模型与美国国家模型的研究成功。
这两个模型的研究成功地解决了困扰经济学界长波问题，因此吸引了世界围学者的关注，促进它在世界围的传播与发展,确⽴了在社会经济问题研究中的学3）系统动⼒学⼴泛运⽤与传播—20世纪90年代-⾄今在这⼀阶段，SD在世界围得到⼴泛的传播,其应⽤围更⼴泛,并且获得新的发展.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。
许多学者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。
2．系统动⼒学的原理系统动⼒学是⼀门分析研究信息反馈系统的学科。
它是系统科学中的⼀个分⽀，是跨越⾃然科学和社会科学的横向学科。
系统动力学
系统动力学
系统动力学是一门介绍类似或模拟复杂系统和过程的学科，它旨在描述和预测系统的运行行为，以及系统中不同因素之间的依存性和相互作用。
系统动力学注重细节并清楚地描述特定系统的结构和行为模式，同时也探讨复杂系统中可能出现的行为变化。
它被用来模拟特定系统或自然系统，如病毒传播、气象模式、太阳能系统和非线性动态系统。
系统动力学中的复杂性可以来自多种不同的因素，例如，行为或角色的多样性、激发力的不确定性、规则的合理性、影响的时变性、概念的层次性和不可量化性等。
它也常用于探索系统中间接或非线性连接，以及在不同行为模式和状态变化之间的演化关系。
系统动力学的重要性在于它能够帮助人们理解复杂系统的内在结构以及系统中的各种变量之间的复杂而密切的关系，这些关系不仅影响系统的总体行为，还可以为系统的设计和操作提供重要的指引。
因此，系统动力学的研究和应用可以帮助改善和优化系统行为，从而有助于提高系统的有效性和效率。
总之，系统动力学是一种用来研究复杂系统和过程的重要学科，探讨系统行为和中间接关系是其最显著的特点，可以用来识别和预测复杂系统的总体行为，并以此帮助改善系统的性能，它的应用具有极其广泛的前景。
最新系统动力学原理
5.1 系统动力学理论125.1.1 系统动力学的概念3系统动力学（简称SD—System Dynamics），是由美国麻省理工学院（MIT）的4福瑞斯特（J.W．Forrester）教授创造的，一门以控制论、信息论、决策论等5有关理论为理论基础，以计算机仿真技术为手段，定量研究非线性、高阶次、6多重反馈复杂系统的学科。
它也是一门认识系统问题并解决系统问题的综合交叉学科[1-3]。
从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历78史的方法的统一。
它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合9自然科学和社会科学的横向学科。
系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过数学模型的建立与操作的过程1011而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。
12系统动力学模型不但能够将系统论中的因果逻辑关系与控制论中的反馈原理相13结合，还能够从区域系统内部和结构入手，针对系统问题采用非线性约束，动14态跟踪其变化情况，实时反馈调整系统参数及结构，寻求最完善的系统行为模15式，建立最优化的模拟方案。
5.1.2 系统动力学的特点1617系统动力学是一门基于系统内部变量的因果关系，通过建模仿真方法，全面18动态研究系统问题的学科，它具有如下特点[4-8]：19（1）系统动力学能够研究工业、农业、经济、社会、生态等多学科系统问题。
20系统动力学模型能够明确反映系统内部、外部因素间的相互关系。
随着调整系21统中的控制因素，可以实时观测系统行为的变化趋势。
它通过将研究对象划分22为若干子系统，并且建立各个子系统之间的因果关系网络，建立整体与各组成23元素相协调的机制，强调宏观与微观相结合、实时调整结构参数，多方面、多24角度、综合性地研究系统问题。
（2）系统动力学模型是一种因果关系机理性模型，它强调系统与环境相互联2526系、相互作用；它的行为模式与特性主要由系统内部的动态结构和反馈机制所27决定，不受外界因素干扰。
系统动力学定义(精)
系统动力学定义
系统动力学出现于1956年，是美国麻省理工学院JayW.Forrester福瑞斯特教授最早提出的一种对社会经济问题进行系统分析的方法论和定性与定量相结合的分析方法，是一门以系统反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为主要手段，定量地研究系统发展的动态行为的一门应用学科，属于系统科学的一个分支。
复旦大学管理学院王其藩教授在他所著的《高级系统动力学》中给出了系统动力学的内涵曰:系统动力学是一门研究信息反馈系统的学科，是一门探索如何认识和解决系统问题的科学，是一门交叉、综合性的学科。
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，系统在内外动力和制约因素的作用下按一定的规律发展和演化。
系统动力学是从运筹学的基础上改进发展起来的。
鉴于运筹学太拘泥于“最优解”这一不足，系统动力学从观点上做了基本的代写硕士论文改变，它不依据抽象的假设，而是以现实存在的世界为前提，不追求“最佳解”，而是寻求改善系统行为的机会和途径。
由此，系统动力学在传统管理程序的背景下，引进信息反馈和系统力学理论，把社会问题流体化，从而获得描述社会系统构造的一般方法，并且通过电子计算机强大的记忆能力和高速运算能力而获得对真实系统的跟踪，实现了社会系统的可重复性实验。
不同于运筹学侧重于依据数学逻辑推演而获得解答，系统动力学是依据对系统实际的观测所获得的信息建立动态仿真模型，并通过计算机实验室来获得对系统未来行为的描述。
当然，系统动力学建立的规范模型也只是实际系统的简化与代表。
一个模型只是实际系统一个断面或侧面，系统动力学认为，不存在终极的模型，任何模型都只是在满足预定要求的条件下的相对成果。
模型与现实系统的关系可用下图形象地加以说明。
系统动力学原理-精选.pdf
5.1 系统动力学理论5.1.1 系统动力学的概念系统动力学（简称SD—System Dynamics），是由美国麻省理工学院（MIT）的福瑞斯特（J.W．Forrester）教授创造的，一门以控制论、信息论、决策论等有关理论为理论基础，以计算机仿真技术为手段，定量研究非线性、高阶次、多重反馈复杂系统的学科。
它也是一门认识系统问题并解决系统问题的综合交叉学科[1-3]。
从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。
它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。
系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过数学模型的建立与操作的过程而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。
系统动力学模型不但能够将系统论中的因果逻辑关系与控制论中的反馈原理相结合，还能够从区域系统内部和结构入手，针对系统问题采用非线性约束，动态跟踪其变化情况，实时反馈调整系统参数及结构，寻求最完善的系统行为模式，建立最优化的模拟方案。
5.1.2 系统动力学的特点系统动力学是一门基于系统内部变量的因果关系，通过建模仿真方法，全面动态研究系统问题的学科，它具有如下特点[4-8]：（1）系统动力学能够研究工业、农业、经济、社会、生态等多学科系统问题。
系统动力学模型能够明确反映系统内部、外部因素间的相互关系。
随着调整系统中的控制因素，可以实时观测系统行为的变化趋势。
它通过将研究对象划分为若干子系统，并且建立各个子系统之间的因果关系网络，建立整体与各组成元素相协调的机制，强调宏观与微观相结合、实时调整结构参数，多方面、多角度、综合性地研究系统问题。
（2）系统动力学模型是一种因果关系机理性模型，它强调系统与环境相互联系、相互作用；它的行为模式与特性主要由系统内部的动态结构和反馈机制所决定，不受外界因素干扰。
系统中所包含的变量是随时间变化的，因此运用该模型可以模拟长期性和周期性系统问题。
系统动力学
1.系统动力学基本概念
因果关系图：
表示系统反馈结构的重要工具，因果图包 含多个变量，变量之间由标出因果关系的 箭头所连接。变量是由因果链所联系，因 果链由箭头所表示。
杯中水位 + 斟水速率 + + 决定添水 水位差 + 期望 水位
因果链极性：
每条因果链都具有极性，或者为正(+)或者 为负（-）。
反馈回路的极性：
反馈回路的极性取决于回路中各因果链符 号。回路极性也分为正反馈和负反馈，正 反馈回路的作用是使回路中变量的偏离增 强，负则趋于稳定。
1.系统动力学基本概念
系统动力学模型流图：是指由专用符号组成用以表示因果关
系环中各个变量之间相互关系的图示。专用符号主要如下
1.系统动力学基本概念
状态变量：代表事物(包括物质和非物质的)的积累。其数值大小是表
系统流图
公路货物运输系统流图，如图所示
公路货物运输系统用公路货运量 ( LGLHY) 总人口数 ( LZRK ) 和GDP 作 为每个子系统的状态变量，分别用公路货运量年增长量 ( DHY) 年净增 人口数 ( DRK ) GDP 年增长量 ( DGDP ) 作为速率变量，其他变量均为 辅助变量
Contents
系统动力学基本概念 系统动力学分析问题的步骤 系统动力学的应用
1 2
3
5
3.系统动力学的应用
系统动力学以一种结构性的视角，通过对各种系统关 系进行精确的定量分析研究解决问题。系统动力学的应用 几乎遍及各类系统，深入到各个领域，例如在区域货运系 统与经济互动关系研究、城市私家车拥有量发展问题、 航空系统客运量预测、 城市物流园区规划中的需求预测、 机动化发展政策对城市发展、城市交通系统的影响以及城 市公交价格组合策略研究等方面都有所应用。 下例是将系统动力学的方法应用于公路货物运输系统， 建立货物运输系统动力学模型，对未来运量预测，并以黑 龙江省公路货物运输相关统计数据对模型进行验证。
系统动力学
例： 人口子系统的因果关系图
根据实际意义，分析顶点间的关联关系，建立 因果关系。
三、系统动力学流图模型
因果关系图：刻划两个变量的关联关系，解 决了当一个变量增加时，与它成因果关系的变量 是增加还是减少的问题。 但如何建立两个变量的量的关系？
通过绘制流图和写动力学方程统的一种模型， 它有效地解决了这一个问题。
因果关系图
定义：在系统中，若t时刻要素变量vj(t) 随vi(t)而变化，则称vi(t)到vj(t)存在因果链 vi(t)→vj(t), t∈T。 例如：年出生人口v2(t)→人口v1(t)
因果链极性
定义：设存在因果链vi(t)→vj(t), t∈T。 ①若任t∈T， vi(t)任增量Δvi(t)＞0,存在对应 Δvj(t)＞0,则称在时间区间T内，vi(t)到vj(t)的因果 链为正，记为vi(t)→vj(t), t∈T。 ②若任t∈T， vi(t)任增量Δvi(t)＞0,存在对应 Δvj(t) ＜ 0,则称在时间区间T内，vi(t)到vj(t)的因 果链为负，记为vi(t)→vj(t), t∈T。
流图提供了新的思想方法
用流位和流率描述系统 任何系统本质量只是两类：
一类是积累变量－－对应积分 一类是积累变量的对应速度变量－－对应微分
分析
因果关系图中的要素必须满足以下两个条件： 1、单位一定要明确。 在经济管理系统中，有时候，一些量的单位不明 确，我们建立因果关系时，就应该设计单位。 如，一些心理学方面的变量可被看作是具有压力 或压强的单位量。有的变量要素可以为无量纲(如比 例等)。 2、因果关系图的要素变量v(t)必须是名词或名词 短语。并对v(t)的Δv(t)(Δv(t)＞0或Δv(t)＜0)有明确的 意义。 只有满足这两条，才能建立起映射F(t)。即确定 各因果链的极性。
系统动力学原理
5、1 系统动力学理论5、1、1 系统动力学的概念系统动力学(简称SD—System Dynamics),就是由美国麻省理工学院(MIT)的福瑞斯特(J、W.Forrester)教授创造的,一门以控制论、信息论、决策论等有关理论为理论基础,以计算机仿真技术为手段,定量研究非线性、高阶次、多重反馈复杂系统的学科。
它也就是一门认识系统问题并解决系统问题的综合交叉学科[1-3]。
从系统方法论来说:系统动力学就是结构的方法、功能的方法与历史的方法的统一。
它基于系统论,吸收了控制论、信息论的精髓,就是一门综合自然科学与社会科学的横向学科。
系统动力学对问题的理解,就是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系,并且透过数学模型的建立与操作的过程而获得的,逐步发掘出产生变化形态的因、果关系,系统动力学称之为结构。
系统动力学模型不但能够将系统论中的因果逻辑关系与控制论中的反馈原理相结合,还能够从区域系统内部与结构入手,针对系统问题采用非线性约束,动态跟踪其变化情况,实时反馈调整系统参数及结构,寻求最完善的系统行为模式,建立最优化的模拟方案。
5、1、2 系统动力学的特点系统动力学就是一门基于系统内部变量的因果关系,通过建模仿真方法,全面动态研究系统问题的学科,它具有如下特点[4-8]:(1)系统动力学能够研究工业、农业、经济、社会、生态等多学科系统问题。
系统动力学模型能够明确反映系统内部、外部因素间的相互关系。
随着调整系统中的控制因素,可以实时观测系统行为的变化趋势。
它通过将研究对象划分为若干子系统,并且建立各个子系统之间的因果关系网络,建立整体与各组成元素相协调的机制,强调宏观与微观相结合、实时调整结构参数,多方面、多角度、综合性地研究系统问题。
(2)系统动力学模型就是一种因果关系机理性模型,它强调系统与环境相互联系、相互作用;它的行为模式与特性主要由系统内部的动态结构与反馈机制所决定,不受外界因素干扰。
系统中所包含的变量就是随时间变化的,因此运用该模型可以模拟长期性与周期性系统问题。
系统动力学概述
系统动力学概述
系统动力学（System Dynamics）是一种以反馈控制理论为基础，用于研究复杂动态系统的计算机仿真方法。
它是由麻省理工学院的杰伊·福瑞斯特（Jay Forrester）于1956年提出的，主要用于理解和预测复杂系统的行为。
系统动力学的主要特点是将系统看作是由相互作用的元素组成的整体，这些元素之间的相互作用是通过信息流和物流来实现的。
系统动力学模型通常包括因果关系图、库存流量图和速率变量图等组成部分。
因果关系图是系统动力学模型的基础，它描述了系统中各个元素之间的因果关系。
库存流量图则用来描述系统中的物质或信息的流动情况，而速率变量图则用来描述系统中的变化速度。
系统动力学的主要优点是能够处理非线性、时变和复杂的系统问题，而且模型的建立和求解过程相对简单。
此外，系统动力学还具有很强的直观性和易理解性，因此被广泛应用于经济、社会、生态、工程等领域。
然而，系统动力学也有其局限性。
首先，由于系统动力学模型是基于一定的假设建立的，因此模型的准确性受到假设的影响。
其次，系统动力学模型通常只考虑了系统的主要因素，忽略了一些次要因素，这可能导致模型的预测结果与实际情况有所偏差。
最后，系统动力学模型的求解过程通常需要计算机辅助，这对于
一些没有计算机技术背景的人来说可能是一个挑战。
尽管存在这些局限性，但系统动力学仍然是一种非常有用的工具，它为我们理解和预测复杂系统的行为提供了一种有效的方法。
随着计算机技术的发展和系统动力学理论的进一步完善，我们有理由相信，系统动力学将在未来的科学研究和实践中发挥更大的作用。
系统动力学
研究系统内部结构 建立仿真模型
因果关系的逻辑分析
仿真展示系统宏观行为
寻找解决问题的正确路径
系统动力学要探讨问题的特征
一.动态 系统动力学的问题是动态的问题，这些问题通常是随时间 连续的变化的量来表示。 例：就业时间发生振荡，城市税减少，人口膨胀，资源衰 退等。 二. 反馈 系统动力学使用反馈来揭示原因和寻找解决办法，SD认为 各类系统，如经济系统，社会系统，管理系统等，都是反 馈系统，这一点对于SD方法的理解是至关重要的。
DYNAMO函数
延迟函数DELAY
平滑函数SMOOTH 数学函数（sin（x），cos（x）等） 逻辑函数（MAX；MIN;SWITCH等） 测试函数（STEP阶跃函数，RAMP斜坡函数 等）
以订货率ORDRS为例，流率方程如下：
R
A A
ORDRS.KL=AVSHIP.K+INVADJ.K
AVSHIP.K=SMOOTH(SHIP.JK,TAS) INVADJ.K=(DSINV-INV.K)/IAT
二.系统动力学的应用
早期（20世纪50年代）
最早应用在工业管理中，称为工业动力学。 后来逐步应用于城市综合研究，形成了城市 动力学模型。
发展（20世纪70年代） 应用于全球人口，资源，粮食，环境等方面 的未来和发展研究，提出了著名的世界动力 学模型。
鼎盛时期（20世纪70—80年代）
社会
经济 环境 军事 国防 工程领域
3.流图
4.速率与状态变量关系图
系统动力学仿真模型中，三个主要的组成部 分： 系统状态（或水平） 流的速率（或决策） 反馈信息
1.因果关系图 容器中水位是LA，水从阀门流出，流率为 RA。它是水位的La函数，也可由决策者来 控制，可表示为： RA=LA/PA
系统动力学
系统动力学什么是系统动力学系统动力学是一种研究动态变化和相互关系的分析方法和工具。
它以系统论、控制论和数学模型为理论基础，通过建立数学模型来描述和分析系统中的各个组成部分之间的相互作用和变化规律，以便预测和控制系统的行为。
系统动力学主要强调系统中各个组成部分之间的相互关系和相互作用，而不是关注系统中各个组成部分的独立行为。
它关注系统中的变量（在数学模型中以方程的形式表示）以及变量之间的关系。
通过分析这些变量和关系，系统动力学能够揭示系统中的动态行为、变化规律和逻辑。
系统动力学的基本概念系统系统是由一组有关联的元素或部分组成的整体。
系统可以是物理系统（如机械系统、电子系统等），也可以是社会系统（如经济系统、生态系统等）或抽象系统（如数学模型等）。
系统动力学主要研究非线性动态系统。
变量变量是系统中可观测或可测量的特征或属性。
变量可以是状态变量（表示系统的状态）或流变量（表示系统的变化率）。
通常使用符号来表示变量，并通过数学模型来描述变量的变化规律。
关系关系描述了系统中变量之间的相互作用和影响。
在系统动力学中，关系可以用数学方程的形式表示。
这些方程的形式可以是线性的（如 y = kx）也可以是非线性的（如 y = kx^2）。
反馈反馈是指系统中输出的一部分又被输送回系统中的过程。
反馈可以是正向的（积极增强系统的行为）或负向的（制约或抑制系统的行为）。
系统动力学通过分析系统中的反馈机制来理解系统的稳定性和变化过程。
系统动力学的应用经济系统系统动力学在经济学中的应用非常广泛。
它可以用来模拟和分析经济系统中的各个变量（如消费、投资、通货膨胀等）之间的相互作用和影响，以便预测和控制经济系统的行为。
系统动力学也可以用来研究经济系统中的非线性动态行为（如经济危机的发生和传播）。
生态系统生态系统是一个复杂的系统，涉及到生物、环境和资源等多个方面。
系统动力学可以用来研究生态系统中的物种相互作用、物种数量变化、环境变化等问题。
系统动力学原理
系统动力学理论5.1.1 系统动力学的概念系统动力学（简称SD—System Dynamics），是由美国麻省理工学院（MIT）的福瑞斯特（J.W．Forrester）教授创造的，一门以控制论、信息论、决策论等有关理论为理论基础，以计算机仿真技术为手段，定量研究非线性、高阶次、多重反馈复杂系统的学科。
它也是一门认识系统问题并解决系统问题的综合交叉学科[1-3]。
从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。
它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。
系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过数学模型的建立与操作的过程而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。
系统动力学模型不但能够将系统论中的因果逻辑关系与控制论中的反馈原理相结合，还能够从区域系统内部和结构入手，针对系统问题采用非线性约束，动态跟踪其变化情况，实时反馈调整系统参数及结构，寻求最完善的系统行为模式，建立最优化的模拟方案。
5.1.2 系统动力学的特点系统动力学是一门基于系统内部变量的因果关系，通过建模仿真方法，全面动态研究系统问题的学科，它具有如下特点[4-8]：（1）系统动力学能够研究工业、农业、经济、社会、生态等多学科系统问题。
系统动力学模型能够明确反映系统内部、外部因素间的相互关系。
随着调整系统中的控制因素，可以实时观测系统行为的变化趋势。
它通过将研究对象划分为若干子系统，并且建立各个子系统之间的因果关系网络，建立整体与各组成元素相协调的机制，强调宏观与微观相结合、实时调整结构参数，多方面、多角度、综合性地研究系统问题。
（2）系统动力学模型是一种因果关系机理性模型，它强调系统与环境相互联系、相互作用；它的行为模式与特性主要由系统内部的动态结构和反馈机制所决定，不受外界因素干扰。
系统中所包含的变量是随时间变化的，因此运用该模型可以模拟长期性和周期性系统问题。
什么是系统动力学
什么是系统动力学
System dynamics is a methodology for studying and managing complex feedback systems. In fact it has been used to address practically every sort of feedback system. While the word system has been applied to all sorts of situations, feedback is the differentiating descriptor here. Feedback refers to the situation of X affecting Y and Y in turn affecting X perhaps through a chain of causes and effects. One cannot study the link between X and Y and, independently, the link between Y and X and predict how the system will behave. Only the study of the whole system as a feedback system will lead to correct results.
什么是系统动力学
系统动力学方法是一种以反馈控制理论为基础， 以计算机仿真技术为手段，通常用以研究复杂 的社会经济系统的定量方法。自50年代中美国 麻省理工学院地的福雷斯特教授创立以来，它 已成功地尖用于企业、城市、地区、国家甚至 世界规模的许多战略与决策等分析中，被誉为 "战略与决策实验室"。这种模型从本质上看是 带时间滞后的一阶差微分方程，由于建模时借 助于"流图"，其中"积累"、"流率"和其它辅助变 量都具有明显的物理意义，因此可以说是一种 布告同实际的建模方法
《2024年系统动力学简介及其相关软件综述》范文
《系统动力学简介及其相关软件综述》篇一一、系统动力学简介系统动力学（System Dynamics）是一种以计算机仿真技术为基础的定量化方法，用来研究系统内部各要素之间动态关系及其发展变化的规律。
该方法能够揭示系统的结构和动态行为之间的关系，有助于深入理解系统内在机制，对复杂的现实问题进行分析、模拟和优化。
系统动力学源于运筹学领域，最初用于分析企业生产过程中的复杂问题。
随着研究的深入，该方法逐渐扩展到社会、经济、生态等多个领域，如城市规划、环境保护、医疗卫生、政策制定等。
系统动力学强调系统的整体性、动态性和复杂性，认为系统内部各要素之间相互影响、相互制约，形成了一个复杂的网络结构。
二、系统动力学原理系统动力学的核心原理包括因果关系分析、存量与流量分析、时间延迟分析等。
这些原理帮助我们理解系统的结构、行为和变化规律。
1. 因果关系分析：通过分析系统中各要素之间的因果关系，找出系统的主要影响因素和作用机制。
2. 存量与流量分析：将系统中的元素划分为存量和流量两大类，存量代表系统内的资源或状态，流量则代表存量的变化速度或数量。
通过分析存量的变化过程和影响因素，揭示系统的动态行为。
3. 时间延迟分析：考虑系统中信息传递、决策制定等过程的时滞效应，分析时滞对系统行为的影响。
三、相关软件综述随着系统动力学的广泛应用，越来越多的软件工具被开发出来以支持系统动力学建模和分析。
以下是几款常用的系统动力学软件：1. Vensim：一款功能强大的系统动力学建模软件，支持多种类型的模型构建和分析，具有友好的用户界面和丰富的图形化工具。
2. AnyLogic：一款多方法建模和仿真平台，支持系统动力学、离散事件仿真等多种建模方法，可广泛应用于不同领域的研究。
3. Dynamo：一款专门针对建筑和城市规划领域的系统动力学软件，可帮助用户分析和优化城市发展过程中的复杂问题。
4. MATLAB/Simulinks：MATLAB是一款强大的数学计算软件，其Simulinks模块支持系统动力学的建模和仿真，可实现复杂的动态系统分析和优化。
小学信息技术教学培训系统动力学
了水平变量变化的快慢。
(2)系统动力学的应用
•战略和企业规划
系
•业务流程设计
统 动
•公共管理与政策制定 •生物和医学模型 •能源与环境
力
•自然科学和社会科学的理论发展
学
•动态决策
理
•复杂的非线性动力学
论
（3）系统动力学的若干观点
关于系统的最优解：SD认为没有必要去追求
复杂系统问题的最优解。一般地讲，只有在简
单系统问题中才存在最优解。
（3）系统动力学的若干观点
关于变量定义与数据：有一种观点认为，模
型中的变量只限于那些已被人们确认者。其实
系
不然，原先尚未被定义过的变量，后来被人们
统
加以定义而成为模型中的重要变量的并不乏其
动
例。关于数据，有一种观点认为，模型中的变
力
量必须是那些可获得时间序列数据者。事实并
理
决问题方案并尽可能付之实施；获取更丰富
论
的信息，发现新的问题与矛盾；修改模型及
要解决的问题；划定系统边界，分析系统与环
系
境的关系，分析主要矛盾与选择适当的变量，确定内
统
生变量、外生变量、输入量和政策变量；描述与问题
动
有关的系统状态，预测系统的期望状态，观测系统的
力
特征。
学
系统的结构分析和因果关系分析。描述系统有关因
理
素，解释各因素之间的内在关系，画出因果关系图；
论
隔离划分系统的层次与子结构，重点在于分析系统整 体的与局部的反馈关系、反馈环路及它们的耦合；估
理
基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，
论
是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。
《2024年系统动力学简介及其相关软件综述》范文
《系统动力学简介及其相关软件综述》篇一一、系统动力学简介系统动力学（System Dynamics）是一种以计算机仿真技术为基础，研究复杂动态系统内部结构、功能和行为的跨学科方法。
该方法通过对系统内各要素之间关系的深入研究，以模型形式对系统的变化和未来发展进行预测、模拟和分析。
其基本理念是将复杂的现实问题简化为一个系统模型，通过模型的分析和模拟，来理解系统的动态行为和演变规律。
系统动力学具有以下特点：1. 跨学科性：系统动力学涉及多个学科领域，如系统工程、计算机科学、数学等。
2. 注重动态分析：与其他传统的研究方法相比，系统动力学更注重研究系统的动态行为和演变过程。
3. 重视数据关系：通过深入分析系统内部各要素之间的关系，找出影响系统运行的关键因素。
4. 强调计算机仿真：运用计算机仿真技术，构建模型进行模拟实验，从而更直观地理解系统的运行机制。
二、系统动力学相关软件综述随着系统动力学的广泛应用，许多相关软件也应运而生。
这些软件不仅简化了建模过程，提高了模拟分析的准确性，还为科研工作者提供了强有力的工具支持。
以下是一些常用的系统动力学软件及其特点：1. DYNAMO软件DYNAMO是一款功能强大的系统动力学仿真软件，具有丰富的模型库和友好的操作界面。
该软件支持多层次、多变量建模，可进行复杂系统的动态分析和模拟。
此外，DYMO还提供了丰富的数据分析和可视化工具，方便用户对模型进行深入分析。
2. Vensim软件Vensim是一款广泛应用于系统动力学领域的仿真软件，具有强大的建模和仿真功能。
该软件提供了直观的图形界面和丰富的模型元素库，支持多种类型的动态系统建模和分析。
此外，Vensim还具有优秀的图形输出功能，可将模型模拟结果以图表形式展示。
3. Simulinks软件Simulinks是一款基于Java的系统动力学仿真软件，具有跨平台、易扩展等特点。
该软件支持多种类型的模型构建和分析，包括线性、非线性、离散和连续等类型。
系统动力学原理
5.1 系统动力学理论5.1.1 系统动力学的概念系统动力学（简称 SD— System Dynamics），是由美国麻省理工学院（ MIT ）的福瑞斯特（ J.W． Forrester）教授创造的，一门以控制论、信息论、决策论等有关理论为理论基础，以计算机仿真技术为手段，定量研究非线性、高阶次、多重反馈复杂系统的学科。
它也是一门认识系统问题并解决系统问题的综合交叉学科[1-3] 。
从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。
它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。
系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过数学模型的建立与操作的过程而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。
系统动力学模型不但能够将系统论中的因果逻辑关系与控制论中的反馈原理相结合，还能够从区域系统内部和结构入手，针对系统问题采用非线性约束，动态跟踪其变化情况，实时反馈调整系统参数及结构，寻求最完善的系统行为模式，建立最优化的模拟方案。
5.1.2 系统动力学的特点系统动力学是一门基于系统内部变量的因果关系，通过建模仿真方法，全面动态研究系统问题的学科，它具有如下特点 [4-8] ：（1）系统动力学能够研究工业、农业、经济、社会、生态等多学科系统问题。
系统动力学模型能够明确反映系统内部、外部因素间的相互关系。
随着调整系统中的控制因素，可以实时观测系统行为的变化趋势。
它通过将研究对象划分为若干子系统，并且建立各个子系统之间的因果关系网络，建立整体与各组成元素相协调的机制，强调宏观与微观相结合、实时调整结构参数，多方面、多角度、综合性地研究系统问题。
（2）系统动力学模型是一种因果关系机理性模型，它强调系统与环境相互联系、相互作用；它的行为模式与特性主要由系统内部的动态结构和反馈机制所决定，不受外界因素干扰。
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名词解释：
System Dynamics：A powerful methodology for framing, understanding, and discussing complex policy issues and problems,is a methodology for studying and managing complex feedback systems, such as one finds in business and other social systems.
Mental models:are the images (attitudes and assumptions) we carry in our minds about ourselves, other people, institutions, and every aspect of the world which guide our interpretations and behavior.
System:The behavior of a system depends not only on the behavior of the components of a system but also on how these components interact.
System dynamics:is the application of systems theory to the behavior of complex systems. complex systems:are systems in which there are multiple interactions between many different components (or agents).
dynamic hypothesis:Once the problem has been identified and characterized over an appropriate time, modeler must develop a theory called “dynamic hypothesis”that accounts for the problematic behavior.
Chaos:When the present determines the future, but the approximate present does not approximately determine the future
limit cycles:If an oscillatory system with a locally unstable equilibrium is given a slight nudge off its equilibrium point, its swings grow larger and larger until they are constrained by various nonlinearities. Such oscillations are known as limit cycles.
dynamic complexity:The complexity generated by the interactive-feedback causality
directed graph:It is a graph, or set of nodes connected by edges, where the edges have a direction associated with them.
Cause and effect :is a simple idea in which actions and decisions have consequences, Feedback: is the process in which an action taken by a person or thing will eventually affect that person or thing.
Feedback loop: is a closed sequence of causes and effects
简答：
1.The problem of system dynamics has the following four characteristics:
Complexity: On one hand many factors are included in the system; on the other hand these factors in the given system are connected with each other.
Dynamics: Dynamic characteristics reflect the developing and changing laws of nature.
Nonlinearity. Nonlinear characteristics are important relationships among many factors in system dynamics.
Time lag: It describes a situation where the system or a certain part of the system only change after a period of time under the input.
2.Steps of the modeling process
Step 1 Problem Articulation (Boundary Selection):Theme selection, Key variables, Time horizon, Dynamic problem definition (reference modes).
Step 2 Formulation of Dynamic Hypothesis:Initial hypothesis generation, Endogenous focus,
Mapping.
Step 3 Formulation of a Simulation Model:Specification, Estimation, Tests.
Step 4 Testing:Comparison to reference modes, Robustness under extreme conditions, Sensitivity. Step 5 Policy Design and Evaluation:Scenario specification, Policy design, “What if. . .”analysis, Sensitivity analysis, Interactions of policies.
3.Characteristics of Complex Systems
Tightly Coupled (“Everything influences everything else”,“You can’t just do one thing”) Dynamic (Change occurs at many time scales)
Policy Resistant (Many obvious solutions to problems fail or actually worsen the situation.) Counterintuitive (Cause and effect are distant in time and space)
Exhibit Tradeoffs (Long term behavior is often different from short term behavior)
4.Why are models useful?
1)Creating a model forces one to better understand the real system. Models can help explain observations and help guide the development of future experiments.
2)Models can be extremely useful in explaining how a system works to yourself and to others.
3)Experiments can be performed to help understand the response of a system to changes without harming the real system.
4)A model is the only method that one can use to estimate the future behavior of a system to past, present, and future processes that may influence a system.
5)Models can be extremely helpful in policy development.
5.4 types of cause contribute explain a phenomenon
1) Material cause: the substance that made it so
2)Efficient cause: the direct efforts that made it so
3)Formal cause: the plan or agent that made it so
4)Final cause: the ultimate purpose for being so。