系统动力学研究综述.docx

1、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Reviewed the development course of system d

2、ynamics at home and abroad, especially in the 1990 s, the system dyn amics in the field of macro, project man ageme nt,lear ning orga ni zati on, I ogistics and supply chain field results are reviewed. Finally pointed out that in the age nt-basedmodeli ng, men tal models, make dyn amic decisi on mak

3、ing and learning, organization and the evolution of the society, and other areas of the theory and system dyn amics simulatio n software tech niq ues such as future challe nges and developme nt directi on.Key words: system dynamics; Project management; Learning orga ni zati on; logistics一、产生背景：1.1、

4、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

5、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

6、域。2.1、系统动力学（System Dynamics，缩称SD）诞生于1956年，创始 人为美国麻省理工学院的Jay WForrester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（In dustrial Dy namics） 书，该书代 表了系统动力学的早期成果。1968年出版系统原理（Principles of Systems一书，论述了系 统动力学的基本原

7、理和方法。1969年出版城市动力学（Urban Dynamics）,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(World Dynamics)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(The Limits to Growth)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

8、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

9、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

10、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

11、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、Peter Senge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

12、 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

13、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 (Ge neric Structure) 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，20024、 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): 132136.5、 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): 77806、 河南科技大学学报：自然科学版JonM of Henan Ulliversity of Scienee and Technolo : Natur Sc ience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 0010104第27卷第4期2006年8月