系统动力学预测模型

(1). 物质链与信息链
物质链 系统中流动的实体，连接状态变量 物质链：系统中流动的实体，连接状态变量 实体 是不使状态值变化的守恒流 守恒流。 是不使状态值变化的守恒流。 物质链符号表示： 物质链符号表示：要素A→要素B
•
信息链 信息链：连接状态和变化率的信息通道，是与因果关系相连 的信息传输线路 信息传输线路。 信息传输线路 信息链符号表示： 信息链符号表示：A O···→B
——流图能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别 流图能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别 流图
2. 流图 :
流图确定反馈回路中变量状态发生变化的机制， 流图确定反馈回路中变量状态发生变化的机制，明确表 确定反馈回路中变量状态发生变化的机制 示系统各元素间的数量关系， 示系统各元素间的数量关系，反映物质链与信息链的区 反映物质的积累值及积累效应变化快慢的区别 能够反映物质的积累值及积累效应变化快慢的区别。 别，能够反映物质的积累值及积累效应变化快慢的区别。
建立“二阶库存管理系统”的系统动力学模型， 例2,: 建立 “二阶库存管理系统” 的系统动力学模型， 并分析系统 动态趋势。 的 动态趋势。
思考题
• 物流系统的系统Байду номын сангаас力学模型构建
要素： 要素：养羊 —— 羊总数、羊繁殖率、羊死亡数 种草 —— 草总数、草繁植率、草消亡数 因果关系图： 因果关系图：
注 意：
因果关系图简洁明了地反映了要素之间的因果反馈回路关系。 因果关系图简洁明了地反映了要素之间的因果反馈回路关系。 但： 10· 不足以反映物质链和信息链的差别 不足以反映物质链和信息链的差别; 20· 也不能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别。 也不能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别。
描述系统物质流动或信息流动积累效应变化快慢的变 量，其具有瞬时性的特征。 其具有瞬时性的特征。 ——反映单位时间内物质流动或信息流量的增加或 反映单位时间内物质流动或信息流量的增加或 减少的量 ——相对量、速度、微积分中的变化率等 相对量、 相对量 速度、 决策变量符号表示： 决策变量符号表示： 表示
系统动力学研究问题的基本阶段 • • • • • • 问题定义 模型概念化 模型数学表达 仿真 评价 政策分析。 政策分析。
模型的表示方法 1. 因果关系图 因果关系图: 2. 因果链： 因果链：
反馈回路： 3. 反馈回路：
综合“因果关系图” 综合“因果关系图”：
例1：建立牧场“种草与养羊”的多种经营的因果关系图 因果关系图
(3) 常数：描述系统中不随时间而变化的量， 常数：描述系统中不随时间而变化的量， 如： 用 表示。 表示。
辅助变量：从信息源到决策变量之间， (4) 辅助变量：从信息源到决策变量之间，起到辅助表达信息反 馈决策作用的变量。 馈决策作用的变量。 如： 用 表示。 表示。
系统动力学的建模步骤
例1：建立 “一阶库存管理系统 ”的系统动力学模型， 并分析系统 ： 建立“一阶库存管理系统”的系统动力学模型， 的动态趋势。 的动态趋势。
第四章 系统动力学模型
什么是系统动力学？ 什么是系统动力学？
系统动力学又称系统动态学（ Dynamics） 简称SD 系统动力学又称系统动态学（System Dynamics）——简称SD 简称
系统动力学的理论基础： ◆ 系统动力学的理论基础：反馈控制理论 系统动力学的技术手段： ◆ 系统动力学的技术手段：计算机技术 系统动力学的研究对象： ◆ 系统动力学的研究对象：擅长研究复杂社会经济大系统 ◆ 系统动力学的研究方法：从系统内部微观结构入手，建立SD数学模型。 系统动力学的研究方法：从系统内部微观结构入手 建立SD数学模型。 内部微观结构入手， SD数学模型 运用计算机技术，并按时间步长（足够小） 运用计算机技术，并按时间步长（足够小）法 模拟上机运行。根据前一时刻系统状态， 模拟上机运行。根据前一时刻系统状态，估算 出下一时刻系统状态， 出下一时刻系统状态，一步步展现系统动态演 变过程。 变过程。
———系统动力学模拟时间可长可短，尤长为好， 系统动力学模拟时间可长可短，尤长为好， 系统动力学模拟时间可长可短 尤其适用中长期预测预报， 尤其适用中长期预测预报，这一特性对具有 大惯性的社会经济系统的模拟尤为珍贵 社会经济系统的模拟尤为珍贵。 大惯性的社会经济系统的模拟尤为珍贵。
系统动力学探讨的问题具备的特征： 系统动力学探讨的问题具备的特征： 第一:动态 第一: 第二: 第二:反馈
（2）状态变量与决策变量
• 状态变量 状态变量（又称流位）（x）：
描述系统物质流动或信息流动积累效应的变量， 描述系统物质流动或信息流动积累效应的变量，表 征系统的某种属性， 征系统的某种属性，有积累或积分过程的量 —— 绝对量、位移、微积分中的积分量等 绝对量、位移、
• 决策变量（又称流率）（ ）： 决策变量（又称流率）（r） ）（