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系统动力学
System Dynamics
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Contents
系统动力学发展历程
1
系统动力学的原理
2
系统动力学分析问题的步骤
3
系统动力学基本概念
4
5
系统动力学实际案例
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1、系统动力学发展历程
系统动力学（Systems Dynamics，SD）是美国麻省理工学院（MIT）的弗雷斯特（J. W. Forrester）教授于1956年提出的一种以反馈控制理论为基础，借助于计算机仿真而定量地研究非线性、多重反馈、复杂时变系统的系统分析技术。
可用于研究处理社会﹑经济﹑生态和生物等复杂系统问题，它可在宏观层次和微观层次上对复杂、多层次、多部门、非线性的大规模系统进行综合研究。
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产生背景：
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：
各问题之间有密切的关联，而且往往存在矛盾的关系，例如经济增长与环境保护等。
许多问题如投资效果、环境污染、信息传递等有较长的延迟，因此处理问题必须从动态而不是静态的角度出发。
许多问题中既存在如经济量那样的定量的东西，又存在如价值观念等偏于定性的东西。这就给问题的处理带来很大的困难。
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系统动力学发展历程
MIT和福瑞斯特（Jay W. Forrester）
1950-60年代SD诞生
工业动力学、城市动力学
1970-80年代发展成熟
世界动力学、经济长波模型
1990-广泛应用与传播
第五项修炼——学****型组织
中国的系统动力学发展
杨通谊教授
王其藩教授
许庆瑞教授
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Contents
系统动力学发展历程
1
系统动力学的原理
2
系统动力学分析问题的步骤
3
系统动力学基本概念
4
5
系统动力学实际案例
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2、系统动力学的基本原理
（一）系统动力学的理论基础
控制论
决策论
系统
分析
仿真
反馈控制、自动调节、时间滞后和噪声干扰等。尤其是反馈控制理论
根据信息和评价准则，用数量方法寻找或选取最优决策方案，是运筹学的一个分支。
从系统的观点出发，采用各种分析工具和方法对问题进行研究。
仿真模型的建立，模型中变量、参数和常数的处理，仿真时间，仿真时钟的推进，仿真计算结果的存储和输出等。
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系统动力学是在系统论的基础上发展起来的，认为系统的结构决定了系统的行为。系统内的众多变量在它们相互作用的反馈环里有因果联系。
人们在求解问题时都是想获得较优的解决方案，能够得到较优的结果。所以系统动力学解决问题的过程实质上也是寻优过程，来获得较优的系统功能。因此系统动力学是通过寻找系统的较优结构，来获得较优的系统行为。
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2、系统动力学的基本原理
系统动力学怎样寻找较优的结构？
系统动力学把系统看成一个具有多重信息因果反馈机制。因此系统动力学在经过剖析系统，获得深刻、丰富的信息之后建立起系统的因果关系反馈图，之后再转变为系统流图，建立系统动力学模型。最后通过仿真语言和仿真软件对系统动力学模型进行计算机模拟，来完成对真实系统的结构进行仿真。
通过上述过程完成了对系统结构的仿真，接下来就要寻找较优的系统结构。
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寻找较优的系统结构被称作为政策分析或优化，包括参数优化、结构优化、边界优化。
参数优化就是通过改变其中几个比较敏感参数来改变系统结构来寻找较优的系统行为。
结构优化是指主要增加或减少模型中的水平变量、速率变量来改变系统结构来获得较优的系统行为。
边界优化是指系统边界及边界条件发生变化时引起系统结构变化来获得较优的系统行为。
系统动力学就是通过计算机仿真技术来对系统结构进行仿真，寻找系统的较优结构，以求得较优的系统行为。
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