第四講 系統(tǒng)仿真

1、廣西科技大學(xué)管理學(xué)院決策理論與方法決策理論與方法廖志高廖志高第四講第四講 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真本講的目的p 系統(tǒng)仿真概念；p 掌握離散事件仿真、仿真數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。 本講的重點(diǎn)和難點(diǎn) 讓學(xué)生了解系統(tǒng)仿真的概念及分類，初步理解仿真的方法和步驟，重點(diǎn)掌握離散事件仿真、仿真數(shù)據(jù)分析及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。 第四講第四講 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真一. 基本概念與意義基本概念與意義第一節(jié) 系統(tǒng)仿真概述 1. 1. 基本概念基本概念 所謂所謂系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過(guò)程的、

2、且具有一建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過(guò)程的、且具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。信息。 理解：理解： 凡是利用計(jì)算機(jī)在模型上而不是在真實(shí)凡是利用計(jì)算機(jī)在模型上而不是在真實(shí)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行的研究方法都可認(rèn)為系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行的研究方法都可認(rèn)為是仿真。是仿真。 系統(tǒng)仿真是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型，并系統(tǒng)仿真是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型，并利用它進(jìn)行試驗(yàn)以了解系統(tǒng)的行為或評(píng)估系利用它進(jìn)行試驗(yàn)以了解系統(tǒng)的行為或評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)用的各種策略的過(guò)程。統(tǒng)運(yùn)用的各種策略的過(guò)程。 仿真包括

3、兩個(gè)過(guò)程：建立模型和對(duì)模型仿真包括兩個(gè)過(guò)程：建立模型和對(duì)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行。 (1) 它是一種對(duì)系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技它是一種對(duì)系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，仿真技術(shù)能有效地來(lái)處理。仿真技術(shù)能有效地來(lái)處理。 (2) 仿真是一種人為的試驗(yàn)手段。它和現(xiàn)實(shí)仿真是一種人為的試驗(yàn)手段。它和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的差別在于，仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的差別在于，仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際環(huán)境，而是作為實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型以及環(huán)境，而是作為實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的相應(yīng)的“人造人造”環(huán)境下進(jìn)行的。這是仿真的主環(huán)境下進(jìn)行

4、的。這是仿真的主要功能。要功能。 (3) 仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演變及其發(fā)展過(guò)程。變及其發(fā)展過(guò)程。2 2、系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)、系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)3 3、系統(tǒng)仿真的作用、系統(tǒng)仿真的作用 (1)(1)仿真的過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，而且還是系仿真的過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過(guò)程。尤其是對(duì)一些復(fù)統(tǒng)地收集和積累信息的過(guò)程。尤其是對(duì)一些復(fù)雜的隨機(jī)問題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息雜的隨機(jī)問題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。的唯一令人滿意的方法。 (2)(2)對(duì)一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對(duì)一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對(duì)象系

5、統(tǒng)，可通過(guò)仿真模型來(lái)順利地解決預(yù)測(cè)、對(duì)象系統(tǒng)，可通過(guò)仿真模型來(lái)順利地解決預(yù)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)等系統(tǒng)問題。分析和評(píng)價(jià)等系統(tǒng)問題。 (3)(3)通過(guò)系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降通過(guò)系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便于分析。階成若干子系統(tǒng)以便于分析。 (4)(4)通過(guò)系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生通過(guò)系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問題，以便及時(shí)解決。問題，以便及時(shí)解決。 系統(tǒng)仿真的基本方法是建立系統(tǒng)的結(jié)系統(tǒng)仿真的基本方法是建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和量化分析模型，并將其轉(zhuǎn)換為適構(gòu)模型和量化分析模型，并將其轉(zhuǎn)換為適合在

6、計(jì)算機(jī)上編程的仿真模型，然后對(duì)模合在計(jì)算機(jī)上編程的仿真模型，然后對(duì)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。 由于連續(xù)系統(tǒng)和離散由于連續(xù)系統(tǒng)和離散( (事件事件) )系統(tǒng)的數(shù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有很大差別，所以系統(tǒng)仿真方法基學(xué)模型有很大差別，所以系統(tǒng)仿真方法基本上分為兩大類，即連續(xù)系統(tǒng)仿真方法和本上分為兩大類，即連續(xù)系統(tǒng)仿真方法和離散系統(tǒng)仿真方法。離散系統(tǒng)仿真方法。 二. 系統(tǒng)仿真方法系統(tǒng)仿真方法 在以上兩類基本方法的基礎(chǔ)上，還在以上兩類基本方法的基礎(chǔ)上，還有一些用于系統(tǒng)有一些用于系統(tǒng)(特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng)系統(tǒng))仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、

7、蒙特卡洛法等。動(dòng)力學(xué)方法、蒙特卡洛法等。 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法通過(guò)建立系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法通過(guò)建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型學(xué)模型(流圖等流圖等)、利用、利用DYNAMO仿真語(yǔ)仿真語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的仿真實(shí)言在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，從而研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為之驗(yàn)，從而研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。1. 連續(xù)系統(tǒng)仿真連續(xù)系統(tǒng)仿真 系統(tǒng)中狀態(tài)變量隨時(shí)間連續(xù)地變化的系統(tǒng)，其系統(tǒng)模型通常是由微分方程組成，當(dāng)系統(tǒng)比較復(fù)雜引入非線性因素后，微分方程不可求解，需要采用仿真方法求解。 常用的方法有：常用的方法有：p數(shù)值積分法：保證數(shù)值解的穩(wěn)定性，正確選擇步長(zhǎng)數(shù)值積分法：保證數(shù)值

8、解的穩(wěn)定性，正確選擇步長(zhǎng)p離散相似法：將連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行離散化處理離散相似法：將連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行離散化處理2. 離散事件系統(tǒng)仿真離散事件系統(tǒng)仿真p狀態(tài)變量只在一些離散的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生狀態(tài)變量只在一些離散的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化，輸入變量為隨機(jī)變量，輸出也為變化，輸入變量為隨機(jī)變量，輸出也為隨機(jī)變量隨機(jī)變量p可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，靜態(tài)系統(tǒng)仿真稱可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，靜態(tài)系統(tǒng)仿真稱為蒙特卡羅法，是對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的為蒙特卡羅法，是對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的系統(tǒng)進(jìn)行仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真3. 仿真的一般步驟仿真的一般步驟第一步：定義問題第一步：定義問題第二步：制訂仿真模型，包括第二步：制訂仿真模型，包括決定仿真目標(biāo)決定仿真目標(biāo)決定狀

9、態(tài)變量決定狀態(tài)變量選擇模型的時(shí)間移動(dòng)方法選擇模型的時(shí)間移動(dòng)方法描述運(yùn)動(dòng)行為描述運(yùn)動(dòng)行為準(zhǔn)備過(guò)程發(fā)生器準(zhǔn)備過(guò)程發(fā)生器第三步：證實(shí)模型第三步：證實(shí)模型第四步：設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)第四步：設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)第五步：模擬運(yùn)行第五步：模擬運(yùn)行第六步：根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，運(yùn)行仿真模型，并分析第六步：根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，運(yùn)行仿真模型，并分析結(jié)果結(jié)果4. 仿真語(yǔ)言仿真語(yǔ)言 編程的語(yǔ)言分為兩類：仿真專用語(yǔ)編程的語(yǔ)言分為兩類：仿真專用語(yǔ)言和通用語(yǔ)言言和通用語(yǔ)言 通用語(yǔ)言可以采用匯編語(yǔ)言或通用通用語(yǔ)言可以采用匯編語(yǔ)言或通用高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言FORTRON、BASIC、C+、PASCAL第第2 2節(jié)節(jié) 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及特點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及特

10、點(diǎn)1 1、由來(lái)與發(fā)展、由來(lái)與發(fā)展 Systems Dynamics, SD/ J.W. Forrester (MIT)Industridl Dynamics (ID), 1959Principles of Systems, 1968Urban Dynamics (UD), 1969World Dynamics (WD), 1971SD, 1972美彼得圣吉（Peter M Senge）著，第五項(xiàng)第五項(xiàng)修煉修煉學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù)，學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù)，上海三聯(lián)書上海三聯(lián)書店，店， 1998。作者簡(jiǎn)介：作者簡(jiǎn)介：19701970年從斯坦福大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士后年從斯坦福大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士后進(jìn)入進(jìn)入MI

11、TMIT攻讀管理碩士學(xué)位，在此期間被攻讀管理碩士學(xué)位，在此期間被ForresterForrester教授的教授的SDSD整體動(dòng)態(tài)搭配的管理新理整體動(dòng)態(tài)搭配的管理新理念所吸引。念所吸引。19781978年獲得博士學(xué)位后，一直和年獲得博士學(xué)位后，一直和MITMIT的工作伙伴及企業(yè)界人士一道，孜孜不倦的工作伙伴及企業(yè)界人士一道，孜孜不倦地致力于將地致力于將SDSD與組織學(xué)習(xí)、創(chuàng)造原理、認(rèn)知科與組織學(xué)習(xí)、創(chuàng)造原理、認(rèn)知科學(xué)等融合，發(fā)展出一種人類夢(mèng)寐以求的組織藍(lán)學(xué)等融合，發(fā)展出一種人類夢(mèng)寐以求的組織藍(lán)圖圖學(xué)習(xí)型組織。學(xué)習(xí)型組織。2 2、研究對(duì)象及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、研究對(duì)象及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1 1）研究對(duì)象）研究對(duì)

12、象社會(huì)系統(tǒng)社會(huì)系統(tǒng)（2 2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 抉擇性抉擇性具有決策環(huán)節(jié)（人、信息）具有決策環(huán)節(jié)（人、信息） 自律性自律性具有反饋環(huán)節(jié)具有反饋環(huán)節(jié) 非線性非線性具有延遲環(huán)節(jié)具有延遲環(huán)節(jié)（3 3）SDSD將社會(huì)系統(tǒng)當(dāng)作將社會(huì)系統(tǒng)當(dāng)作非線性（多重）信息反非線性（多重）信息反 饋系統(tǒng)饋系統(tǒng)來(lái)研究。來(lái)研究。3 3、工作程序、工作程序認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)問題問題界定界定系統(tǒng)系統(tǒng)要素及其因要素及其因果關(guān)系分析果關(guān)系分析建立結(jié)建立結(jié)構(gòu)模型構(gòu)模型建立數(shù)建立數(shù)學(xué)模型學(xué)模型仿真仿真分析分析比較與比較與評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)政策政策分析分析4 4、因果關(guān)系圖、因果關(guān)系圖（1 1）因果箭）因果箭 因果關(guān)系可以用連接因果要素的有向邊來(lái)描述。因果

13、關(guān)系可以用連接因果要素的有向邊來(lái)描述。這種有向邊稱為因果箭。箭尾始于原因要素，箭頭終這種有向邊稱為因果箭。箭尾始于原因要素，箭頭終于結(jié)果要素。于結(jié)果要素。ABAB + +AB - - 因果關(guān)系按其影響作用的性質(zhì)可以分為兩種：正因果關(guān)系按其影響作用的性質(zhì)可以分為兩種：正因果關(guān)系和負(fù)因果關(guān)系。稱為因果關(guān)系的極性。正的因果關(guān)系和負(fù)因果關(guān)系。稱為因果關(guān)系的極性。正的因果關(guān)系表明當(dāng)原因引起結(jié)果的時(shí)候，原因和結(jié)果的因果關(guān)系表明當(dāng)原因引起結(jié)果的時(shí)候，原因和結(jié)果的變化方向是一致的；負(fù)的因果關(guān)系表明原因引起結(jié)果變化方向是一致的；負(fù)的因果關(guān)系表明原因引起結(jié)果的時(shí)候，原因和結(jié)果的變化方向是相反的。的時(shí)候，原因和結(jié)果

14、的變化方向是相反的。（2 2）因果鏈）因果鏈 因果關(guān)系是一種具有遞推性質(zhì)的關(guān)系。例如要素因果關(guān)系是一種具有遞推性質(zhì)的關(guān)系。例如要素A A是要素是要素B B的原因，而要素的原因，而要素B B又是要素又是要素C C的原因，則要素的原因，則要素A A也成為要素也成為要素C C的原因。用因果箭將這些因果關(guān)系進(jìn)行描的原因。用因果箭將這些因果關(guān)系進(jìn)行描述，就得到了因果鏈。述，就得到了因果鏈。BD + +CA + + + + 由于國(guó)民收入的增加，使得食物和營(yíng)養(yǎng)水平也提由于國(guó)民收入的增加，使得食物和營(yíng)養(yǎng)水平也提高，這樣人的期望壽命也相應(yīng)增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致總?cè)丝诟?，這樣人的期望壽命也相應(yīng)增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致總?cè)丝跀?shù)量的增

15、加。由于上述因果鏈中所有因果箭都屬正極數(shù)量的增加。由于上述因果鏈中所有因果箭都屬正極性，所以是一正的因果鏈。性，所以是一正的因果鏈。 A A：國(guó)民收入：國(guó)民收入 B B：食物和營(yíng)養(yǎng)水平：食物和營(yíng)養(yǎng)水平 C C：人的期望壽命：人的期望壽命 D D：總?cè)丝冢嚎側(cè)丝?由于商店銷售量的增加，導(dǎo)致商店的庫(kù)存量減少，由于商店銷售量的增加，導(dǎo)致商店的庫(kù)存量減少，這樣商店向工廠的訂貨量增加，最終工廠的生產(chǎn)量也這樣商店向工廠的訂貨量增加，最終工廠的生產(chǎn)量也隨之增加。隨之增加。BD - -CA - - + + A A：商店的銷售量：商店的銷售量 B B：商店的庫(kù)存量：商店的庫(kù)存量 C C：商店向工廠的訂貨量：商店

16、向工廠的訂貨量 D D：工廠的生產(chǎn)量：工廠的生產(chǎn)量 由于在因果鏈中所有的因果箭中含有偶數(shù)個(gè)負(fù)因由于在因果鏈中所有的因果箭中含有偶數(shù)個(gè)負(fù)因果箭，則因果鏈呈正極性。果箭，則因果鏈呈正極性。BD - -CA - - + +E - - A A：商店的銷售量：商店的銷售量 B B：商店的庫(kù)存量：商店的庫(kù)存量 C C：商店向工廠的訂貨量：商店向工廠的訂貨量 D D：工廠的生產(chǎn)量：工廠的生產(chǎn)量E E：其他產(chǎn)品的產(chǎn)量：其他產(chǎn)品的產(chǎn)量 由于商店銷售量的增加，導(dǎo)致商店的庫(kù)存量減少，由于商店銷售量的增加，導(dǎo)致商店的庫(kù)存量減少，這樣商店向工廠的訂貨量增加，最終工廠的生產(chǎn)量也這樣商店向工廠的訂貨量增加，最終工廠的生產(chǎn)量

17、也隨之增加，但工廠的生產(chǎn)能力是有限的，該種商品產(chǎn)隨之增加，但工廠的生產(chǎn)能力是有限的，該種商品產(chǎn)量增加，勢(shì)必使其他產(chǎn)品的生產(chǎn)量減少。量增加，勢(shì)必使其他產(chǎn)品的生產(chǎn)量減少。 由于在因果鏈中所有的因果箭中含有奇數(shù)個(gè)負(fù)因由于在因果鏈中所有的因果箭中含有奇數(shù)個(gè)負(fù)因果箭，則因果鏈呈負(fù)極性。果箭，則因果鏈呈負(fù)極性。（3 3）因果關(guān)系的反饋回路）因果關(guān)系的反饋回路 在社會(huì)系統(tǒng)中，一些原因和結(jié)果總是相互作用的。在社會(huì)系統(tǒng)中，一些原因和結(jié)果總是相互作用的。原因引起結(jié)果，而結(jié)果又作用于形成原因的環(huán)境條件，原因引起結(jié)果，而結(jié)果又作用于形成原因的環(huán)境條件，促使原因變化，這樣，就形成了因果關(guān)系的反饋回路。促使原因變化，這樣

18、，就形成了因果關(guān)系的反饋回路。 反饋回路的基本特征是：原因和結(jié)果的地位具有反饋回路的基本特征是：原因和結(jié)果的地位具有相對(duì)性，即在反饋回路中將哪個(gè)要素視作原因，哪個(gè)相對(duì)性，即在反饋回路中將哪個(gè)要素視作原因，哪個(gè)要素視作結(jié)果，要分析問題的具體情況而定。要素視作結(jié)果，要分析問題的具體情況而定。人口人口總數(shù)總數(shù)出生出生人數(shù)人數(shù) 正的反饋回路的性質(zhì)是：正的反饋回路的性質(zhì)是：如果回路中某個(gè)要素的屬性如果回路中某個(gè)要素的屬性發(fā)生變化，那么，其中一系發(fā)生變化，那么，其中一系列要素的屬性遞推作用的結(jié)列要素的屬性遞推作用的結(jié)果，將使該要素的屬性沿著果，將使該要素的屬性沿著原先變化的方向繼續(xù)發(fā)展下原先變化的方向繼續(xù)

19、發(fā)展下去。所以說(shuō)正的反饋回路具去。所以說(shuō)正的反饋回路具有自我強(qiáng)化（或弱化）的作有自我強(qiáng)化（或弱化）的作用，是系統(tǒng)中促進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展用，是系統(tǒng)中促進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展（或衰退）、進(jìn)步（或退步）（或衰退）、進(jìn)步（或退步）的因素。的因素。商品商品減少減少收入收入增加增加- - 生產(chǎn)生產(chǎn)增加增加- - + + + + 正反饋回路正反饋回路 由于國(guó)民收入增加使購(gòu)買力增強(qiáng)，致使商品數(shù)量由于國(guó)民收入增加使購(gòu)買力增強(qiáng)，致使商品數(shù)量減少，從而促使生產(chǎn)量增加，反過(guò)來(lái)，生產(chǎn)量增加又減少，從而促使生產(chǎn)量增加，反過(guò)來(lái)，生產(chǎn)量增加又會(huì)使國(guó)民收入增加，因此這是一個(gè)正的反饋回路，具會(huì)使國(guó)民收入增加，因此這是一個(gè)正的反饋回路，具有自我強(qiáng)化作

20、用。有自我強(qiáng)化作用。 負(fù)的反饋回路的性質(zhì)是：負(fù)的反饋回路的性質(zhì)是：如果回路中某個(gè)要素的屬性如果回路中某個(gè)要素的屬性發(fā)生變化，那么，其中一系發(fā)生變化，那么，其中一系列要素的屬性遞推作用的結(jié)列要素的屬性遞推作用的結(jié)果，將使該要素的屬性沿著果，將使該要素的屬性沿著與原來(lái)變化方向相反的方向與原來(lái)變化方向相反的方向變化。所以說(shuō)負(fù)的反饋回路變化。所以說(shuō)負(fù)的反饋回路具有內(nèi)部調(diào)節(jié)器（或穩(wěn)定器）具有內(nèi)部調(diào)節(jié)器（或穩(wěn)定器）的效果。所以負(fù)反饋回路可的效果。所以負(fù)反饋回路可以控制系統(tǒng)的發(fā)展速度和衰以控制系統(tǒng)的發(fā)展速度和衰退速度，是使系統(tǒng)具有自我退速度，是使系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)功能必不可少的因素。調(diào)節(jié)功能必不可少的因素。庫(kù)

21、存庫(kù)存差額差額庫(kù)存量庫(kù)存量- - 訂貨訂貨速度速度+ + + + - - 負(fù)反饋回路負(fù)反饋回路 如果商店的庫(kù)存量增加，這樣就使得庫(kù)存差額如果商店的庫(kù)存量增加，這樣就使得庫(kù)存差額（即期望庫(kù)存量與實(shí)際庫(kù)存量之差）減少，從而商店（即期望庫(kù)存量與實(shí)際庫(kù)存量之差）減少，從而商店向生產(chǎn)工廠的訂貨速度也放慢，反過(guò)來(lái)訂貨速度放慢向生產(chǎn)工廠的訂貨速度也放慢，反過(guò)來(lái)訂貨速度放慢就會(huì)造成庫(kù)存量減少，從而起到自我平衡和調(diào)節(jié)的作就會(huì)造成庫(kù)存量減少，從而起到自我平衡和調(diào)節(jié)的作用。因此，這是一個(gè)負(fù)的反饋回路。用。因此，這是一個(gè)負(fù)的反饋回路。（4 4）多重反饋回路）多重反饋回路 在復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)中存在著兩個(gè)或兩個(gè)以上的反饋在

22、復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)中存在著兩個(gè)或兩個(gè)以上的反饋回路，就稱作多重反饋回路。在這些反饋回路中存在著回路，就稱作多重反饋回路。在這些反饋回路中存在著相互作用。有時(shí)候這個(gè)回路起主導(dǎo)作用，有時(shí)候另一個(gè)相互作用。有時(shí)候這個(gè)回路起主導(dǎo)作用，有時(shí)候另一個(gè)回路起主導(dǎo)作用，從而顯示出系統(tǒng)的不同特性?；芈菲鹬鲗?dǎo)作用，從而顯示出系統(tǒng)的不同特性。 年出生人數(shù)和人口總數(shù)之間存在著正反饋回路，而年出生人數(shù)和人口總數(shù)之間存在著正反饋回路，而年死亡人數(shù)和人口總數(shù)之間存在著負(fù)反饋回路。由于人年死亡人數(shù)和人口總數(shù)之間存在著負(fù)反饋回路。由于人口總數(shù)的變化過(guò)程同時(shí)受到出生和死亡兩個(gè)要素的影響，口總數(shù)的變化過(guò)程同時(shí)受到出生和死亡兩個(gè)要素的影

23、響，且這兩個(gè)要素的變化因素十分復(fù)雜，受到社會(huì)的、政治且這兩個(gè)要素的變化因素十分復(fù)雜，受到社會(huì)的、政治的、經(jīng)濟(jì)的和環(huán)境的因素的影響，這樣就會(huì)發(fā)現(xiàn)更多重的、經(jīng)濟(jì)的和環(huán)境的因素的影響，這樣就會(huì)發(fā)現(xiàn)更多重的反饋回路。的反饋回路。 人口人口總數(shù)總數(shù)+ + 年出生年出生人數(shù)人數(shù)- - 年死亡年死亡人數(shù)人數(shù)+ + + + + + - - 人口過(guò)程人口過(guò)程 當(dāng)投入一定量的工業(yè)資本（廠房、機(jī)器設(shè)備、工具等），當(dāng)投入一定量的工業(yè)資本（廠房、機(jī)器設(shè)備、工具等），就會(huì)有一定的產(chǎn)出，如果在其他的投入是充分的條件下，較多就會(huì)有一定的產(chǎn)出，如果在其他的投入是充分的條件下，較多的工業(yè)資本會(huì)帶來(lái)較多的產(chǎn)品，產(chǎn)品盈利收入的一部分

24、作為投的工業(yè)資本會(huì)帶來(lái)較多的產(chǎn)品，產(chǎn)品盈利收入的一部分作為投資擴(kuò)大再生產(chǎn)，從而形成新的工業(yè)資本。所以說(shuō)，工業(yè)資本和資擴(kuò)大再生產(chǎn)，從而形成新的工業(yè)資本。所以說(shuō)，工業(yè)資本和投資形成了正的反饋回路。反之，工業(yè)資本的增加，使每年的投資形成了正的反饋回路。反之，工業(yè)資本的增加，使每年的折舊費(fèi)用也增加，從而使工業(yè)資本減少，這就形成了經(jīng)濟(jì)過(guò)程折舊費(fèi)用也增加，從而使工業(yè)資本減少，這就形成了經(jīng)濟(jì)過(guò)程的負(fù)的反饋回路。的負(fù)的反饋回路。 工業(yè)工業(yè)資本資本+ + 投資投資- - 折舊折舊+ + + + + + - - 經(jīng)濟(jì)過(guò)程經(jīng)濟(jì)過(guò)程5 5、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型（1 1）信息反饋系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)描述）信息反饋系統(tǒng)

25、的動(dòng)力學(xué)描述水流系統(tǒng)示意圖水流系統(tǒng)示意圖決策決策行動(dòng)行動(dòng)信息信息實(shí)際系統(tǒng)實(shí)際系統(tǒng)反饋回路反饋回路系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理圖系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理圖決策函數(shù)決策函數(shù)源源狀態(tài)變量狀態(tài)變量反饋回路反饋回路流（行動(dòng)）流（行動(dòng)）水準(zhǔn)水準(zhǔn)速率速率信息信息系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流程圖系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流程圖（2 2）流圖符號(hào)）流圖符號(hào) 流流 實(shí)物流實(shí)物流信息流信息流 速率變量速率變量 水準(zhǔn)變量水準(zhǔn)變量 L1 輔助變量輔助變量 A1 。R1R1( )。 （3 3）流圖繪制程序和方法）流圖繪制程序和方法 明確問題及其構(gòu)成要素；明確問題及其構(gòu)成要素； 繪制要素間相互作用關(guān)系的因果關(guān)系圖。注意一定要形繪制要素間相互作用關(guān)系的因果關(guān)系圖。注意一定要形成回

26、路；成回路； 確定變量類型（確定變量類型（L L變量、變量、R R變量和變量和A A變量）。將要素轉(zhuǎn)化為變量）。將要素轉(zhuǎn)化為變量，是建模的關(guān)鍵一步變量，是建模的關(guān)鍵一步。在此，應(yīng)考慮以下幾個(gè)具體原則：在此，應(yīng)考慮以下幾個(gè)具體原則： a. a. 水準(zhǔn)（水準(zhǔn)（L L）變量是積累變量，可定義在任何時(shí)點(diǎn)；而速率（）變量是積累變量，可定義在任何時(shí)點(diǎn)；而速率（R)R)變量只變量只 在一個(gè)時(shí)段才有意義。在一個(gè)時(shí)段才有意義。 b. b. 決策者最為關(guān)注和需要輸出的要素一般被處理成決策者最為關(guān)注和需要輸出的要素一般被處理成L L變量。變量。 c. c. 在反饋控制回路中，兩個(gè)在反饋控制回路中，兩個(gè)L L變量或兩

27、個(gè)變量或兩個(gè)R R變量不能直接相連變量不能直接相連 。 d. d. 為降低系統(tǒng)的階次，應(yīng)盡可能減少回路中為降低系統(tǒng)的階次，應(yīng)盡可能減少回路中L L變量的個(gè)數(shù)。故在實(shí)際系變量的個(gè)數(shù)。故在實(shí)際系 統(tǒng)描述中，輔助（統(tǒng)描述中，輔助（A A）變量在數(shù)量上一般是較多的。）變量在數(shù)量上一般是較多的。 繪制繪制SDSD流圖。流圖。舉例舉例 L1R1（利息1）C1(利率)IR1(訂貨量)庫(kù)存量DY(期望庫(kù)存)（庫(kù)存差額）PR1R2(出生人口)(人口總量) (死亡人口)C1（出生率）C2（死亡率）組織改善組 織績(jī) 效組織缺陷。 6. 基本反饋回路的基本反饋回路的DYNAMO仿真分析仿真分析1. 1. 基本基本DYNAMODYNAMO方程方程 DYNAmic MOdel水準(zhǔn)方程（水準(zhǔn)方程（L L方程）方程） L L