国内外系统动力学研究综述

综述——系统动力学研究现状摘要：回顾了系统动力学的国内外发展历程,特别是对20世纪90年代以来,系统动力学在宏观领域、项目管理领域、学习型组织领域、物流与供应链领域所取得的成果进行了综述。

最后指出了在基于主体的建模,心智模型、制订动态决策与学习,组织和社会的进化等理论领域和模拟软件等技术领域系统动力学未来面临的挑战和发展方向。

通过对国内外系统动力学研究的文献进行梳理，明确系统动力学理论研究、方法研究以及应用研究的研究体系，并在此基础上指出系统动力学研究趋势。

为促进系统动力学方法的广泛应用和深入研究，综述了当前国内外系统动力学应用的主要研究成果，讨论了未来系统动力学方法的应用方向。

首先评述了系统动力学在国外的发展历程及应用情况; 然后从预测、管理、优化与控制3个方面对国内系统动力学的应用研究现状进行评述，并着重从装备规模优化与控制、装备保障过程控制、装备全寿命费用管理与控制、作战效能分析与评估、作战行动指挥模拟等方面，分析了系统动力学方法在我国军事、武器和战略领域的应用研究情况; 最后指出分析装备价格及其特性之间的内在关系等是未来系统动力学方法的应用方向，探讨了系统动力学方法在寿命周期费用技术领域中的应用前景。

关键词：系统动力学、研究体系、研究综述、应用现状引言系统动力学自创立以来，其理论、方法和工具不断完善，应用方向日益扩展，在处理工业、经济、生态、环境、能源、管理、农业、军事等诸多人类社会复杂问题中发挥了重要作用。

随着现代社会复杂性、动态性、多变性等问题的逐步加剧，更加需要像系统动力学这样的方法，综合系统论、控制论、信息论等，并与经济学交叉，使人们清晰认识和深入处理产生于现代社会的非线性和时变现象，作出长期的、动态的、战略性的分析与研究［1］。

这为系统动力学方的进一步发展提供了广阔的平台，也为深入研究系统动力学的应用提供了机遇和挑战。

为此，本文从系统动力学应用研究现状入手，通过总结和分析当前系统动力学的应用情况，探寻系统动力学未来的应用前景和方向，希望能促进系统动力学方法在现代社会中的广泛应用。

一、国内系统动力学的应用研究现状20世纪70年代末系统动力学引入我国。

1986年国内成立系统动力学学会筹委会，1990年正式成立国际系统动力学学会中国分会，1993 年正式成立中国系统工程学会系统动力学专业委员会。

在30多年时间里，系统动力学经过杨通谊先生、王其藩教授、许庆瑞教授和胡玉奎、陶在朴、贾仁安等一代代专家学者的积极倡导和潜心研究，取得了飞跃发展。

至今，国内系统动力学应用领域几乎涉及人类社会与自然科学的所有领域。

其中，水土资源、农林、生态领域，宏观、区域经济、可持续发展、城市规划领域，能源、矿藏及其安全领域，物流、供应链、库存领域，企业、战略、创新管理领域，金融、财务、保险、信用领域，交通、运输、调度领域，服务、营销、客户关系领域，军事、武器、战略领域，公共安全、行政管理领域，教育、教学领域等，是系统动力学应用研究最热门的领域。

通过文献分析，发现系统动力学在众多研究领域中得到应用，其主要作用可归纳为预测、管理、优化与控制等。

①．应用系统动力学进行预测研究系统动力学方法主要依据系统内部诸因素之间形成的各种反馈环进行建模，同时搜集与系统行为有关的数据进行仿真，作出预测。

它具有优于回归预测、线性规划等方法的特点，既可以进行时间上的动态分析，又可以进行系统内各因素之间的协调。

如对某个城市的水资源承载能力进行预测时，必然涉及社会领域、技术领域、生态领域和地球资源领域，其因果关系十分复杂。

应用系统动力学可以展现水资源系统的动态行为，进行准确预测。

当前，系统动力学在生态系统变化和可持续发展预测研究中应用甚广，如海洋、湖泊、城市、农村等生态系统的可持续发展预测，土地资源、水资源承载能力预测等。

除此之外，系统动力学方法还在人口数量预测、石油价格与需求预测、住宅市场价格预测、电力需求与价格预测、客流量预测、港口经济预测、粮食需求预测、风险预测、生命周期预测等方面得到广泛应用。

②．应用系统动力学进行政策管理研究使用系统动力学方法对系统未来的行为进行动态仿真，得到系统未来发展的趋势和方向，并对此提出相应的管理方法和措施，使管理决策更加科学和行之有效。

从现有文献看，这一方面的应用研究在供应链管理、企业管理和项目管理方面居多。

同时，在财务管理、维修管理、体制改革管理、物业管理、投资决策管理、技术传播管理、煤炭安全管理等方面也有其应用。

③．应用系统动力学进行优化与控制研究系统进行优化与控制是系统动力学方法最重要的作用之一，也是应用系统动力学研究的最终目的。

影响系统运行和发展的因素众多，也很复杂，而且时变。

系统动力学从动态的角度出发，构建系统模型，展示和把握系统变化发展的规律，进而对系统进行优化和控制。

在系统动力学应用研究涉及的众多领域中，以库存控制和规模优化最为广泛。

在资源利用、城市发展、交通规划、结构优化、价格控制等方面的应用也较常见。

此外，系统动力学在军事、武器和战略领域中优化与控制的相关应用逐渐上升，受到许多专家学者的关注，以下将对此进行专门介绍。

二、国外系统动力学的应用研究现状1.社会、经济、产业问题方面：考虑四个重要的工业竞争力因素（人力资源、技术、资金、市场流动）建立了系统动力学模型，分析了产业集群效应；集成系统动力学与模糊多目标规划建立模型，采用遗传算法求解，分析煤炭产业系统复杂相互作用，用以辅助政府部门决策利用系统动力学方法的因果反馈特点，对区域社会经济发展模式的特点与原理进行了系统分析，并结合现代社会及经济发展的特点，建立了符合中国发展情况的区域社会经济系统的系统动力学模型。

2.区域与城市发展方面：考虑服务服务设施、教育福利、企业结构、住宅、城市吸引力等五个因素，建立系统动力学模型，分析自给自足型城市的发展政策，以帮助政府部门决策者评估各种自给自足的城市发展政策的影响；考虑气候变化，经济发展，人口的增长和迁移，和消费者行为模式的相关因素等建立了城市市政用水预测系统动力学模型，以反映水的需求和宏观经济环境之间的内在关系，用样本估计长期在一个快速发展的城市地区的市政供水需求预测。

3.可持续发展方面：建立了生态足迹系统动力学，发展动态的预测框架，并提供一个平台，以支持改善城市可持续发展决策；建立了可持续的土地利用和香港城市发展的系统动力学模型，包括人口、经济、住房、交通和城市开发的土地五个子系统，提供了一个模拟足够长的时间来观察和研究的“限制增长”的模型，观察对香港的发展潜力影响，模拟结果直接比较各项政策和决定所带来的不同的动态后果，从而实现土地可持续利用的目标。

4.企业管理、项目管理方面：介绍了如何更改（动态的作用或效果）可能会影响项目管理系统，采用个案研究和系统动力学的方法，来观察影响项目主要性能的因素[16]。

SangHyun Lee 等（2006）介绍了系统的动态规划和控制方法（DPM），提出一个新的建模框架，将系统动力学与基于网络的工具结合，把系统动力学作为一个战略项目管理和基于网络的工具[17]；胡斌、章德宾（2006）等从系统动力学角度研究企业生命周期变化中不同因素的影响，分析企业成长过程和主要影响之后，建立SD 模型，有效模拟了企业生命周期的演化过程，为管理者进行企业组织管理提供决策支持[18]；齐丽云等（2008）引入系统动力学的相关概念和理论，对企业内部的知识传播进行量化模型构建，提出三个量化模型，模拟得出企业可以通过适当调整一些因素得到所期望的知识接收者的知识势能曲线[19]；蒋春燕（2011）以系统动力学为基础，提出突破这两种陷阱的路径：一是通过知识存量、企业特定的不确定性和绩效差距动态结合探索式与利用式学习；二是系统地考虑中国新兴企业两种重要的资源（社会资本和公司企业家精神）对探索式与利用式学习的动态关系产生的影响[20]。

三、系统动力学的未来①在理论领域：系统动力学模型是基于非线性动力学理论的，非线性动力学曾经是一个未知领域，而现在却有一个庞大的理论体系来描绘各种局部或整体的复杂非线性系统动态变化。

然而，非线性动力学的数学基础还需要进行深入研究。

包括非线性动力学与复杂系统，基于主体的建模，心智模型、制订动态决策与学习，组织和社会的进化等。

②在技术领域：将来模拟软件的工具应具有以下功能：自动确定变量空间，自动进行灵敏度分析，自动进行极端条件测试，自动的交互的变量估计、校准与政策寻优，自动识别主导回路与反馈结构等。

此外，对我国学者而言，尚未发现对所建立模型的跟踪研究, 也就是说，这些模型都是一次性使用，因此，有待于对一些实际效果较好的模型进行二次开发。

特别需要指出的是，从现有文献来看，目前缺乏适用于我国区域可持续发展问题系统动力学建模的共性结构的基础性研究工作，而这方面的工作对有效构建可持续发展政策有重要意义。

结束语就目前的应用研究状况看，系统动力学的应用研究已经非常广泛，但仍有许多问题有待于进一步解决。

未来系统动力学存在更加宽广的应用空间。

例如对于某一装备，其定价除了受市场经济的影响外，必然还受到装备自身各种特性的影响，而装备研制费投入的多少也会影响装备的特性。

因此，可用系统动力学对影响装备价格组成的特性和由特性决定的价格进行系统分析，找出系统的反馈环，掌握装备价格与其特性的内在关系，使装备定价更加公平合理。

系统动力学适用于处理数据不足的问题。

其相关建模中常会遇到数据不足或某些数据难以量化的问题。

由于系统动力学模型的结构是以反馈环为基础，多重反馈环的存在使系统行为模式对大多数参数不敏感。

即使个别数据缺乏，系统行为在误差范围内仍可显示相同的模式。

为了促进系统动力学方法的深入研究和广泛应用，本文综述了系统动力学应用的主要研究成果，讨论了系统动力学方法的应用方向。

系统动力学作为一种系统的科学分析方法，实践证明其在各种领域的应用研究效果显著，在很多领域都具有很高的应用价值。

所以要不停地探索和推动系统动力学在更广泛领域的应用，使其在科学研究和人类社会的发展中发挥更大的作用。