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系统动力学可以预测哪些问题

发布时间: 2023-04-03 19:17:38

❶ 系统动力学具有哪些作用

系统动力学是在总结运筹学的基础上,为适应现代社会系统的管理需要而发展起来的。它不是依据抽象的假设,而是以现实世界的存在为前提,不追求“最佳解”,而是从整体出发寻求改善系统行为的机会和途径。从技巧上说,它不是依据数学逻辑的推演而获得答案,而是依据对系统的实际观测信息建立动态的仿真模型,并通过计算机试验来获得对系统未来行为的描述。简单而言,“系统动力学是研究社会系统动态行为的计算机仿真方法”。具体而言,系统动力学包括如下几点。①系统动力学将生命系统和非生命系统都作为冲枣信息反馈系统来研究,并且认为,在每个系统之中都存在着信息反馈机制,而这恰恰是控制论的重要观点,所以,系统动力学是以控制论为理论基础的;②系统动力学把研究对象划分为若干子系统,并且建立起各个子系统之间的因果关系网络,立足于整体以及整体之间的关系研究,以整体观替代传统的元素观;③系统动力学的研究方法是建立计算机仿真模型—流图和构造方程式,实行计算机仿真试验,验证模型的有效性,为战略与决策的制定提供依据。
作为佛里斯特的弟子,圣吉的“第五项修炼”采取了系统动力学的哲学理念,但大大简化了系统的模型结构(圣吉的着作中,所谓模型,往往是一个非常简单的环状反馈示意散兄拆图),而且把直觉、感悟和意念引入思考方式。这样,他把艰深的系统动力学转变为人人易懂的系统思考,并在企业组织中实践和推广。
圣吉的“组织学习实验室”,实际上就是一个简化并压缩了的系统动力模拟实验,他称之为“微世界”(Microworld)。在这里,进行“修炼”的经理可以尝试各种可能的构想、策略所发生的情景变化,以及其中可能出现的各种搭配。圣吉将这里视为组织创造与学习的演练场。在这种实验室中,可以把长期的演变发展过程加以“压缩”观察,进而寻求解决之道,也可以用于许多与人有关的变数研究。其最终目的,正如圣吉自己比喻的那样,类似于孩子游戏,通过跷跷板学习杠杆原理,通过荡秋千学习钟摆原理,通过“过家家”掌握社会系统。
20世纪涌现出了许多新的管理思想,圣吉提出的第五项修炼是比较特别的一种。其特别之处就在于它专注于复杂现象背后的整体和本质,并寻求问题的“真解”。圣吉的五项修炼是一个系统思考的整体。所谓“修炼”,不仅仅是一种技术训练,更是一种理念培养。系统思考有助于将五项修炼更好地结合起来,探究各项修炼之间的互动关系,并不断探究如何使整体效用发挥到最大。五项修炼的真正目的,在于实现个人与组织之间的和谐,并最终促进人的发展和价值的真正实现。
圣吉的组织修炼思想与方法,一方面在许多企业中得到推广运用,另一方面也受到了许多管理学家的质疑。其中,最重要的就是罗伯特·路易斯·佛勒德(RobertLouisFlood)的《反尘饥思第五项修炼》(有中信出版社和广西师大出版社两个汉译版本)。佛勒德也是从系统思维出发,但他认为圣吉的思考过于狭隘。佛勒德对圣吉的挑战是从下列观点展开的:在貌似难以捉摸的复杂性之下,存在着一种潜在的秩序,这种秩序毋宁说隐含着简单性。运用开放系统理论,完全可以了解这种秩序。由此,他对圣吉的观点进行了修正,以求提高人类应对复杂世界的能力,这种修正的最终目标是,对不可管理的事物实施管理,对不可组织的事物进行组织,对不可了解的事物加以了解。当然,这种批评是对圣吉的延伸和矫正,而不是对圣吉的否定。掌握这种批评,有助于人们更好地认识圣吉的思想。

❷ 系统动力学模型框架

【书籍/课程名称】《模型思维》系统动力学模型

【类型】书籍目录框架/课程框架

【关键词】

* 系统动力学模型,系统论,源汇,捕食者-猎物模型,洛特卡-沃尔泰拉方程,行动间接影响,非直观结论

【摘要】

* 系统动力学模型可以分析那些有反馈和相互依赖性的系统,可以用于对生态和经济、供应链和游裤生产过程建模。

* 系统动力学模型可以提高我们通过包神并简含正反馈和负反馈的逻辑链进行思考的能力。

* 系统动力学模型通常要包括源(source)、汇(sink)、存量(stock)、流量、速率和常数等组成部分。源产生对系统的输入,汇吸收输出,存量跟踪变量的水平,流量刻画各存量水平之间的反馈,速率和常数用于流量,流量可以是随时间变化的,也可以是固定不变的。

* 系统动力学模型可以同时包括正反馈和负反馈。当变量或属性的增加导致同一变量或属性的更大增加时,就会出现正反馈;负反馈会抑制趋势,往往带来理想的属性,防止泡沫和崩盘,负反馈有助于提升系统鲁棒性。

* 使用系统动力学模型,我们通常可以确定复杂性的原因。当系统既包括正反馈又包括负反馈时,就会产生复杂性。

* 这些模型与马尔可夫模型的不同之处在于,在这里速度是可以调整适应的(它起到了转移概率的作用)。因此,这种模型不一定会达到均衡。我们必须运行模型才能看清楚会发生什么。此外,因为不必求解结果,所以也不用担心假设的易处理性。

【一、系统动力学模型】

* 任何一个系统动力学模型都由源、汇、存量和流量组成。源产生存量;存量是某个变量的数量或水平;流量描述了存量水平的变化;汇能够捕获来自存量的流量输出;汇和源是不包含在模型中的过程的“占位符”;存量水平会根据源和流量随时间推移而变化。

* 系统动力学模型使用如图所示的表征系统。源和汇用云表示,存量用方框表示,流量用箭头表示并附以加号或减号标识,可变流量用倒三角形表示,而不变流量则用被流量箭头对穿的圆圈表示。正箭头表示正反馈(更多会带来更多),负箭头表示从一个变量到另一个变量的负反馈。

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【二、捕食者-猎物模型】

* 我们需要构建出捕食者-猎物模型的定量版本:洛特卡-沃尔泰拉方程。

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* 这两个微分方程分别描述了野兔和狐狸的数量随时间发生的变化。当方程等于零时,野兔和狐狸的数量不再改变,系统处于均衡状态。

    * 第一个均衡是灭绝均衡(extinction equilibrium),野兔和狐狸都不复存在。

    * 第二个均衡是内点均衡(interior equilibrium),在内点均衡中,狐狸和野兔的数量均为正。

* 模型可以产生符合直觉的结论,也能够产生不那么直观的结论。这个模型表明,狐狸的均衡数量完全不依赖于狐狸的死亡率;野兔的均衡数量不依赖于野兔的增长速度,也不依赖于野兔被狐狸吃掉的速度,而是取决于狐狸的死亡速度和狐狸将野兔吃掉“转化为”更多狐狸的速度。对于这些结果,直觉“失败”了,因为我们无法直观地想清楚这里面的反馈机制。

* 能够得出像这样的非直观结论,正是系统动力学模型的标志特征。直觉在这里“失败”了,因为我们只锁定了直接影响而未能思考整个逻辑链。即便增加(或减少)速度或流量的直接影响是增加(或减少)存量,系统以正反馈和负反馈的形式产生的影响也意味着,其他存量的值也会发生改变,因此速度或流量变化的净效应可能会减少、会被抵消,甚至可能会被逆转。

* 在运行模型之前,我们并不知道这个方程组是否将会产生均衡、周期性、随机性,抑或复杂性。我们所知道的只是,均衡的确存在。

【三、系统动力学模型的应用】

* 系统动力学模型既可以包括正反馈回路,也可以包括负反馈回路。正反馈回路可能导致良性循环,也可能导致恶性循环。系统动力学模型可以帮助我们预测恶性循环。

* 虽然从“事后诸葛亮”的角度来看,这种恶性循环似乎是显而易见的,但是我们其实无法保证,蔽局即使澳大利亚的决策者当时已经构建了一个系统动力学模型,他们明白采取这项政策会带来的恶劣后果。重要的是,写出系统动力学模型,至少有可能会帮助他们看到,银行存在保险制度会在金融体系内产生更加广泛的影响。如果是这样,他们应该是有可能会注意到这个恶性循环的。这个例子还说明了数据的局限性。

* 从事后回顾的角度来看,负反馈中有许多似乎都是显而易见的,但是要想提前做出预测,可能就不是一件容易的事情了。写出一个定性的系统动力学模型能够使这些反馈回路变得清晰,从而帮助我们成为更好的思考者。

【四、认知升级】

* 构建一个有用的系统动力学模型的“艺术”体现在,既要包括足够多的细节来揭示我们的直觉哪里行不通,但是也不能包括过多的细节,以至于会创造一个像现实世界一样混乱的泥淖。最有用的系统动力学模型都位于边界上。这些模型可以揭示出意想不到的效应,并有助于更好地采取政策行动。

* 系统动力学模型的巨大价值部分在于能够帮助我们深入思考自己行动的影响。我们通常都能够考虑到政策的直接影响:对窗口征税能够增加收入;安装防抱死制动器能够挽救生命。但是我们并不一定随时都会考虑到间接影响,也就是各种正反馈和负反馈。这些模型恰恰能帮助我们更清晰、更深入地进行思考。

❸ 系统动力学可以解决什么类型的经济问题

系统动力学方法 系统动力学方法是一种以反馈控制理论为基础,以计算机仿真技术为手段,通常用以研究复杂的社会经济系统的定量方法。自50年代中美国麻省理工学院地的福雷斯特教授创立以来,它已成功地尖用于企业、城市、地区、国家甚至世界规模的许多战略与决策等分析中,被誉为"战略与决策实验室"。这种模型从本蚂前质上看是带时间滞后的一阶差微分方程,由于建模时借助于"流图",其中"积累"、"流率"和其它辅助变量都具有明显的物理意义,因此可以说是一种布告同实际的建模方法。它与其它模型方法相比,具有下列特点:
(1)适用于处理长期性和周期性的问题。如自然界的生态平衡、人的生命周期和社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史阶段来观察,已有不少系统动力学模型对其机制作出了较为科学的解释。
(2)适用于对数据不足的问题进行研究。建模中常常遇到数据不足或某些数据难于量化的问题,系统动力学籍各要素间的因果关系及有限的数据及一定的结构仍可进行推算分析。
(3)碧老适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题。上述总是常因描述方程是高阶非线性动态的,应用一般数学方法很难求解。系统动力学则借助于计算机及仿真技术仍能获得主要信息。
(4)强调有条件预测。本方法强调产生结果的条件,采?quot;如果……则"的形式,对预测未来提供了新的手段。
系统动力学的基本概念包括:
(1)因果反馈。如果事件A(原因)引起事件B(结果),AB简便形成因果关系。若A增加引起B增加,称AB构成正因果关系;若A啬 引起B减少,则负因果关系。两个以上因果关系链首尾相连构成反馈回路,亦分正、负反馈回路悔物升。
(2)积累。本法视社会经济状态变化为由许多参变量 组成的一种流,通过对流的研究来掌握系统性质和运动规律。流的规程量便是"积累",用以描述系统状态,系统输入输出流量之差为积累增量。"流率"表述流的活动状态,亦称决策函数,积累则是流的结果。任何决策过程均可用流的反馈回路描述。
(3)流图。流图由"积累"、"流率"、"物质流"、"信息流"等符号构成,直观形象地反映系统结构和动态特征。
某库存系统的流图如图16-8。图中,库存量(L)和劳力(A)为积累变量,产出率(R1),发货率(R2),雇用率(R3)为流速变量。可以根据流图写出系统动力学方程。
如:积累(L)公式为:L=L0+(R1-R2)△t
(4)延迟。任何决策实施均需一定时间,此现象即为延迟。图上不易表述,通常用计算机程序中延迟指令来实现。
(5)仿真语言。为使用方便,设计了DYNAM0专用语言,备有20多种函数,只需输入系统动力学议程和必要参数,即可向用户提供结果。
系统动力学方法在我国已开始用于地区和国家级规划模型,目前一些高等院校及专业学术团体正在进行研究和推广应用。

汗。。。。学这么深奥的东西啊。。。。