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系統動力學可以預測哪些問題

發布時間: 2023-04-03 19:17:38

❶ 系統動力學具有哪些作用

系統動力學是在總結運籌學的基礎上,為適應現代社會系統的管理需要而發展起來的。它不是依據抽象的假設,而是以現實世界的存在為前提,不追求「最佳解」,而是從整體出發尋求改善系統行為的機會和途徑。從技巧上說,它不是依據數學邏輯的推演而獲得答案,而是依據對系統的實際觀測信息建立動態的模擬模型,並通過計算機試驗來獲得對系統未來行為的描述。簡單而言,「系統動力學是研究社會系統動態行為的計算機模擬方法」。具體而言,系統動力學包括如下幾點。①系統動力學將生命系統和非生命系統都作為沖棗信息反饋系統來研究,並且認為,在每個系統之中都存在著信息反饋機制,而這恰恰是控制論的重要觀點,所以,系統動力學是以控制論為理論基礎的;②系統動力學把研究對象劃分為若乾子系統,並且建立起各個子系統之間的因果關系網路,立足於整體以及整體之間的關系研究,以整體觀替代傳統的元素觀;③系統動力學的研究方法是建立計算機模擬模型—流圖和構造方程式,實行計算機模擬試驗,驗證模型的有效性,為戰略與決策的制定提供依據。
作為佛里斯特的弟子,聖吉的「第五項修煉」採取了系統動力學的哲學理念,但大大簡化了系統的模型結構(聖吉的著作中,所謂模型,往往是一個非常簡單的環狀反饋示意散兄拆圖),而且把直覺、感悟和意念引入思考方式。這樣,他把艱深的系統動力學轉變為人人易懂的系統思考,並在企業組織中實踐和推廣。
聖吉的「組織學習實驗室」,實際上就是一個簡化並壓縮了的系統動力模擬實驗,他稱之為「微世界」(Microworld)。在這里,進行「修煉」的經理可以嘗試各種可能的構想、策略所發生的情景變化,以及其中可能出現的各種搭配。聖吉將這里視為組織創造與學習的演練場。在這種實驗室中,可以把長期的演變發展過程加以「壓縮」觀察,進而尋求解決之道,也可以用於許多與人有關的變數研究。其最終目的,正如聖吉自己比喻的那樣,類似於孩子游戲,通過蹺蹺板學習杠桿原理,通過盪鞦韆學習鍾擺原理,通過「過家家」掌握社會系統。
20世紀涌現出了許多新的管理思想,聖吉提出的第五項修煉是比較特別的一種。其特別之處就在於它專注於復雜現象背後的整體和本質,並尋求問題的「真解」。聖吉的五項修煉是一個系統思考的整體。所謂「修煉」,不僅僅是一種技術訓練,更是一種理念培養。系統思考有助於將五項修煉更好地結合起來,探究各項修煉之間的互動關系,並不斷探究如何使整體效用發揮到最大。五項修煉的真正目的,在於實現個人與組織之間的和諧,並最終促進人的發展和價值的真正實現。
聖吉的組織修煉思想與方法,一方面在許多企業中得到推廣運用,另一方面也受到了許多管理學家的質疑。其中,最重要的就是羅伯特·路易斯·佛勒德(RobertLouisFlood)的《反塵飢思第五項修煉》(有中信出版社和廣西師大出版社兩個漢譯版本)。佛勒德也是從系統思維出發,但他認為聖吉的思考過於狹隘。佛勒德對聖吉的挑戰是從下列觀點展開的:在貌似難以捉摸的復雜性之下,存在著一種潛在的秩序,這種秩序毋寧說隱含著簡單性。運用開放系統理論,完全可以了解這種秩序。由此,他對聖吉的觀點進行了修正,以求提高人類應對復雜世界的能力,這種修正的最終目標是,對不可管理的事物實施管理,對不可組織的事物進行組織,對不可了解的事物加以了解。當然,這種批評是對聖吉的延伸和矯正,而不是對聖吉的否定。掌握這種批評,有助於人們更好地認識聖吉的思想。

❷ 系統動力學模型框架

【書籍/課程名稱】《模型思維》系統動力學模型

【類型】書籍目錄框架/課程框架

【關鍵詞】

* 系統動力學模型,系統論,源匯,捕食者-獵物模型,洛特卡-沃爾泰拉方程,行動間接影響,非直觀結論

【摘要】

* 系統動力學模型可以分析那些有反饋和相互依賴性的系統,可以用於對生態和經濟、供應鏈和游褲生產過程建模。

* 系統動力學模型可以提高我們通過包神並簡含正反饋和負反饋的邏輯鏈進行思考的能力。

* 系統動力學模型通常要包括源(source)、匯(sink)、存量(stock)、流量、速率和常數等組成部分。源產生對系統的輸入,匯吸收輸出,存量跟蹤變數的水平,流量刻畫各存量水平之間的反饋,速率和常數用於流量,流量可以是隨時間變化的,也可以是固定不變的。

* 系統動力學模型可以同時包括正反饋和負反饋。當變數或屬性的增加導致同一變數或屬性的更大增加時,就會出現正反饋;負反饋會抑制趨勢,往往帶來理想的屬性,防止泡沫和崩盤,負反饋有助於提升系統魯棒性。

* 使用系統動力學模型,我們通常可以確定復雜性的原因。當系統既包括正反饋又包括負反饋時,就會產生復雜性。

* 這些模型與馬爾可夫模型的不同之處在於,在這里速度是可以調整適應的(它起到了轉移概率的作用)。因此,這種模型不一定會達到均衡。我們必須運行模型才能看清楚會發生什麼。此外,因為不必求解結果,所以也不用擔心假設的易處理性。

【一、系統動力學模型】

* 任何一個系統動力學模型都由源、匯、存量和流量組成。源產生存量;存量是某個變數的數量或水平;流量描述了存量水平的變化;匯能夠捕獲來自存量的流量輸出;匯和源是不包含在模型中的過程的「佔位符」;存量水平會根據源和流量隨時間推移而變化。

* 系統動力學模型使用如圖所示的表徵系統。源和匯用雲表示,存量用方框表示,流量用箭頭表示並附以加號或減號標識,可變流量用倒三角形表示,而不變流量則用被流量箭頭對穿的圓圈表示。正箭頭表示正反饋(更多會帶來更多),負箭頭表示從一個變數到另一個變數的負反饋。

*

【二、捕食者-獵物模型】

* 我們需要構建出捕食者-獵物模型的定量版本:洛特卡-沃爾泰拉方程。

*

* 這兩個微分方程分別描述了野兔和狐狸的數量隨時間發生的變化。當方程等於零時,野兔和狐狸的數量不再改變,系統處於均衡狀態。

    * 第一個均衡是滅絕均衡(extinction equilibrium),野兔和狐狸都不復存在。

    * 第二個均衡是內點均衡(interior equilibrium),在內點均衡中,狐狸和野兔的數量均為正。

* 模型可以產生符合直覺的結論,也能夠產生不那麼直觀的結論。這個模型表明,狐狸的均衡數量完全不依賴於狐狸的死亡率;野兔的均衡數量不依賴於野兔的增長速度,也不依賴於野兔被狐狸吃掉的速度,而是取決於狐狸的死亡速度和狐狸將野兔吃掉「轉化為」更多狐狸的速度。對於這些結果,直覺「失敗」了,因為我們無法直觀地想清楚這裡面的反饋機制。

* 能夠得出像這樣的非直觀結論,正是系統動力學模型的標志特徵。直覺在這里「失敗」了,因為我們只鎖定了直接影響而未能思考整個邏輯鏈。即便增加(或減少)速度或流量的直接影響是增加(或減少)存量,系統以正反饋和負反饋的形式產生的影響也意味著,其他存量的值也會發生改變,因此速度或流量變化的凈效應可能會減少、會被抵消,甚至可能會被逆轉。

* 在運行模型之前,我們並不知道這個方程組是否將會產生均衡、周期性、隨機性,抑或復雜性。我們所知道的只是,均衡的確存在。

【三、系統動力學模型的應用】

* 系統動力學模型既可以包括正反饋迴路,也可以包括負反饋迴路。正反饋迴路可能導致良性循環,也可能導致惡性循環。系統動力學模型可以幫助我們預測惡性循環。

* 雖然從「事後諸葛亮」的角度來看,這種惡性循環似乎是顯而易見的,但是我們其實無法保證,蔽局即使澳大利亞的決策者當時已經構建了一個系統動力學模型,他們明白採取這項政策會帶來的惡劣後果。重要的是,寫出系統動力學模型,至少有可能會幫助他們看到,銀行存在保險制度會在金融體系內產生更加廣泛的影響。如果是這樣,他們應該是有可能會注意到這個惡性循環的。這個例子還說明了數據的局限性。

* 從事後回顧的角度來看,負反饋中有許多似乎都是顯而易見的,但是要想提前做出預測,可能就不是一件容易的事情了。寫出一個定性的系統動力學模型能夠使這些反饋迴路變得清晰,從而幫助我們成為更好的思考者。

【四、認知升級】

* 構建一個有用的系統動力學模型的「藝術」體現在,既要包括足夠多的細節來揭示我們的直覺哪裡行不通,但是也不能包括過多的細節,以至於會創造一個像現實世界一樣混亂的泥淖。最有用的系統動力學模型都位於邊界上。這些模型可以揭示出意想不到的效應,並有助於更好地採取政策行動。

* 系統動力學模型的巨大價值部分在於能夠幫助我們深入思考自己行動的影響。我們通常都能夠考慮到政策的直接影響:對窗口征稅能夠增加收入;安裝防抱死制動器能夠挽救生命。但是我們並不一定隨時都會考慮到間接影響,也就是各種正反饋和負反饋。這些模型恰恰能幫助我們更清晰、更深入地進行思考。

❸ 系統動力學可以解決什麼類型的經濟問題

系統動力學方法 系統動力學方法是一種以反饋控制理論為基礎,以計算機模擬技術為手段,通常用以研究復雜的社會經濟系統的定量方法。自50年代中美國麻省理工學院地的福雷斯特教授創立以來,它已成功地尖用於企業、城市、地區、國家甚至世界規模的許多戰略與決策等分析中,被譽為"戰略與決策實驗室"。這種模型從本螞前質上看是帶時間滯後的一階差微分方程,由於建模時藉助於"流圖",其中"積累"、"流率"和其它輔助變數都具有明顯的物理意義,因此可以說是一種布告同實際的建模方法。它與其它模型方法相比,具有下列特點:
(1)適用於處理長期性和周期性的問題。如自然界的生態平衡、人的生命周期和社會問題中的經濟危機等都呈現周期性規律並需通過較長的歷史階段來觀察,已有不少系統動力學模型對其機製作出了較為科學的解釋。
(2)適用於對數據不足的問題進行研究。建模中常常遇到數據不足或某些數據難於量化的問題,系統動力學籍各要素間的因果關系及有限的數據及一定的結構仍可進行推算分析。
(3)碧老適用於處理精度要求不高的復雜的社會經濟問題。上述總是常因描述方程是高階非線性動態的,應用一般數學方法很難求解。系統動力學則藉助於計算機及模擬技術仍能獲得主要信息。
(4)強調有條件預測。本方法強調產生結果的條件,采?quot;如果……則"的形式,對預測未來提供了新的手段。
系統動力學的基本概念包括:
(1)因果反饋。如果事件A(原因)引起事件B(結果),AB簡便形成因果關系。若A增加引起B增加,稱AB構成正因果關系;若A嗇 引起B減少,則負因果關系。兩個以上因果關系鏈首尾相連構成反饋迴路,亦分正、負反饋迴路悔物升。
(2)積累。本法視社會經濟狀態變化為由許多參變數 組成的一種流,通過對流的研究來掌握系統性質和運動規律。流的規程量便是"積累",用以描述系統狀態,系統輸入輸出流量之差為積累增量。"流率"表述流的活動狀態,亦稱決策函數,積累則是流的結果。任何決策過程均可用流的反饋迴路描述。
(3)流圖。流圖由"積累"、"流率"、"物質流"、"信息流"等符號構成,直觀形象地反映系統結構和動態特徵。
某庫存系統的流圖如圖16-8。圖中,庫存量(L)和勞力(A)為積累變數,產出率(R1),發貨率(R2),僱用率(R3)為流速變數。可以根據流圖寫出系統動力學方程。
如:積累(L)公式為:L=L0+(R1-R2)△t
(4)延遲。任何決策實施均需一定時間,此現象即為延遲。圖上不易表述,通常用計算機程序中延遲指令來實現。
(5)模擬語言。為使用方便,設計了DYNAM0專用語言,備有20多種函數,只需輸入系統動力學議程和必要參數,即可向用戶提供結果。
系統動力學方法在我國已開始用於地區和國家級規劃模型,目前一些高等院校及專業學術團體正在進行研究和推廣應用。

汗。。。。學這么深奧的東西啊。。。。