第四章系统动力学模型什么是系统动力学?系统动力学又称系统动态学(SystemDynamics)——简称SD◆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:计算机技术◆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。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,估算出下一时刻系统状态,一步步展现系统动态演变过程。———系统动力学模拟时间可长可短,尤长为好,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。系统动力学探讨的问题具备的特征:第一:动态第二:反馈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。模型的表示方法1.因果关系图:2.因果链:3.反馈回路: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;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。——流图能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别注意:2.流图:流图确定反馈回路中变量状态发生变化的机制,明确表示系统各元素间的数量关系,反映物质链与信息链的区别,能够反映物质的积累值及积累效应变化快慢的区别。(1).物质链与信息链物质链:系统中流动的实体,连接状态变量是不使状态值变化的守恒流。物质链符号表示:要素A→要素B•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。信息链符号表示:AO···→B•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,表征系统的某种属性,有积累或积分过程的量——绝对量、位移、微积分中的积分量等(2)状态变量与决策变量•决策变量(又称流率)(r):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。——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决策变量符号表示:注意:(3)常数:描述系统中不随时间而变化的量,用表示。如:(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。用表示。如: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,并分析系统的动态趋势。例2,:建立“二阶库存管理系统”的系统动力学模型,并分析系统的动态趋势。思考题•物流系统的系统动力学模型构建