系统动力学研究综述.docx

系统动力学研究综述.docx

《系统动力学研究综述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统动力学研究综述.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

系统动力学研究综述

《系统工程》

动力学研究综述

学校：

西安石油大学院系：

经济管理学院班级：

工管1002

学号：

201009030209

姓名：

芦冲

2013.5.20

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。

关键词：

系统动力学；项目管理；学习型组织；物流

Reviewedthedevelopmentcourseofsystemdynamicsathomeandabroad,especiallyinthe1990s,thesystemdynamicsinthefieldofmacro,projectmanagement,learningorganization,Iogisticsandsupplychainfieldresultsarereviewed.Finallypointedoutthatintheagent-basedmodeling,mentalmodels,makedynamicdecisionmakingandlearning,organizationandtheevolutionofthesociety,andotherareasofthetheoryandsystemdynamicssimulationsoftwaretechniquessuchasfuturechallengesanddevelopmentdirection.

Keywords:

systemdynamics;Projectmanagement;Learningorganization;logistics

一、产生背景：

1.1、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：

1•各问题之间有密切的关联，而且往往存在矛盾的关系

2.许多问题从动态而不是静态的角度出发。

3•问题中既存在定量分析，又存在定性分析。

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。

1.2、系统动力学定义

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交叉的综合性的新学科。

可处理高阶次、非线性、多重反馈及时间延时的复杂时变的社会系统。

1.3、研究对象及其结构特点

（1）研究对象——社会系统

（2）结构特点

抉择性——具有决策环节（人、信息）

自律性一一具有反馈环节

非线性——具有延迟环节

（3）SD将社会系统当作非线性（多重）信息反馈系统来研究

二、国外系统动力学的历史与现状

1.系统动力学诞生（20世纪50-60年代）

以企业为中心的工业系统，初名也就叫工业动力学。

2•系统动力学发展成熟（20世纪70-80年代）

系统动力学世界模型与美国国家模型的研究成功。

3•系统动力学广泛运用与传播（20世纪90-至今）

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。

2.1、系统动力学（SystemDynamics，缩称SD）诞生于1956年，创始人为美国麻省理工学院的JayWForrester教授。

SD创立时被称为工业动力学，首先应用于工业管理系统分析，研究诸如生产与雇员情况波动等问题。

J.W.Forrester等教授在系统动力学的主要成果：

1958年发表著名论文《工业动力学一一决策的一个重要突破口》，首次介绍工业动力学的概念与方法。

1961年出版《工业动力学》（IndustrialDynamics）—书，该书代表了系统动力学的早期成果。

1968年出版《系统原理》（PrinciplesofSystems一书，论述了系统动力学的基本原理和方法。

1969年出版《城市动力学》（UrbanDynamics）,研究波士顿市

的各种问题。

1971年进一步把研究对象扩大到世界范围，出版《世界动力学》

（WorldDynamics）一书，提出了世界模型II”

1972年他的学生梅多斯教授等出版了《增长的极限》（TheLimitstoGrowth）一书，提出了更为细致的世界模型III。

这个由罗马俱乐部主持的世界模型的研究报告已被翻译成34种语言，在世

界上发行了600多万册。

两个世界模型在国际上引起强烈的反响。

1972年Forrester领导MIT小组，在政府与企业的资助下花费

10年的时间完成国家模型的研究，该模型揭示了美国与西方国家的经济长波的内在机制，成功解释了美国70年代以来的通货膨胀、失业率和实际利率同时增长的经济问题。

（经济长波通常是指经济发展过程中存在的持续时间为50年左右的周期波动）2.2国内系统动力学发展状况

1、20世纪70年代末系统动力学引人中国，其中杨通谊，王其

藩，许庆瑞，和陶在朴、胡玉奎等专家学者是先驱和积极倡导者，二十多年来，SD研究和应用在我国取得了飞跃发展，最多时有SD工

作者两千多。

1986年成立了国内系统动力学学会筹委会，1990年正式成立了国际系统动力学学会中国分会，1993年正式成立了中国系统工程学会系统动力学专业委员会，2005年11月国际系统动力学学会中国分会等单位主办了“2005亚太地区可持续发展国际会议——系统动力学与其它管理学科应用组合会议”。

目前我国SD工作者和研究人员在区域和城市规划、企业研究、产业研究、科技管理、生态环保、海洋经济和国家发展等应用研究领域已取得巨大成绩，有多项研究成果获国家级和部委级奖项。

2、在应用领域，特别是在可持续发展领域，宋世涛、魏一鸣和范英给出了一个较全面的综述。

徐南孙、贾仁安、伍福明对王禾丘能源生态旧系统的主要矛盾进行分析，阐述针对旧系统主要矛盾设计的新的系统工程，确定其主导结构及主导结构的流率基本人树序列的过程、方法及结果。

涂国平、贾仁安等基于反馈结构分析理论，分析吉安市以沼气为纽带的大型沼气工程综合开发利用和以家庭为单位的3

种典型的沼气生态农业模式的运行结构及其效益J。

洪佩军、陈思根

和张列平应用SD对企业过程改进的困境进行分析，指出企业过程改进的成败根源所在和避免过程改进进入困境的基本原则。

王晓昌承

担国家自然科学基金重点项目一一西部干旱缺水地区水资源再生

利用研究，运用SD原理，进行水资源再生利用系统相关动态变量分析，建立动态反馈模拟模型，通过系统动力学分析预测系统动态趋势。

3、在理论领域，文献［1,2］反映了我国系统动力学研究的主要研究成果。

文献［3］从系统基本的因果关系出发，利用图论的相关理论和方法，根据基本要素的因果关系研究整个系统的结构、构建系统

流图，是SD建模方法研究的重要内容。

应用图论分析方法给出了系统动力学流图的极大出树及反馈回路一种确定方法，建立了系统动力

学的流率基本人树建模法，枝向量行列式、矩阵反馈环计算法，得到了另一种系统动力学规范化建模方法，这有利于系统动力学规范化建模与反馈分析。

文献［4,5］等提出利用遗传算法来研究系统结构的变化，即利用遗传算法构造出一些初始解，模型将不断适应环境的变化,按照“优胜劣汰，适者生存”的原则，老模型不断向新模型传递信息,新模型在生物进化过程中不断发育而成，实现组织结构的进化。

三、PeterSenge基模举例

1、成长的上限基模

限制要素的情况

2、舍本逐末基模

A的幵来量

/

全部幵来行为

B白勺幵采呈

B的收益

—o

煤炭資源总量y'今后对于煤炭贸源的需求量

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（GenericStructure）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。

参考文献

1、王其藩.系统动力学［M］北京：

清华大学出版社，1998.

2、王其藩.高级系统动力学［M］.北京：

清华大学出版社，1995.

3、贾仁安，丁荣华.系统动力学一一反馈动态性复杂分析［M］北京:

高等教育出版社，2002

4、胡玉奎，韩于羹，曹铮韵.系统动力学模型的进化［J］系统工程理论与实践，1997（10）:

132—136.

5、程进，王华伟，何祖玉基于遗传算法的系统动力学仿真模型研

究［J］.系统工程,2002,20（3）:

77—80

6、河南科技大学学报：

自然科学版

Jo~nMofHenanUlliversityofScieneeandTechnolo~:

Natur~Science

系统动力学在国内外的发展历程与未来发展方向

文章编号：

1672—6871（2006）04—00101—04

第27卷第4期

2006年8月