12.3-系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法

1、11.3—系 統(tǒng) 動(dòng) 力 學(xué)(System Dynamics),高級系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，王其藩著，清華大學(xué)出版社，1995年 9月 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，王其藩著，清華大學(xué)出版社，1994年10月,,王其藩教授(復(fù)旦大學(xué)),王其藩教授，泉州人。1959年畢業(yè)于清華大學(xué)電機(jī)系。復(fù)旦大學(xué)與同濟(jì)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，美國麻省理工學(xué)院(MIT)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（縮稱SD）研究中心終身成員，同濟(jì)發(fā)展研究院院長。兼任國際SD學(xué)會(huì)中國分會(huì)主席，中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)SD

2、專業(yè)委員會(huì)主任委員，中國系統(tǒng)科學(xué)研究會(huì)副會(huì)長，上海美國MIT同學(xué)會(huì)會(huì)長；上海歐美同學(xué)會(huì)常務(wù)理事，上海泉州市僑鄉(xiāng)開發(fā)協(xié)會(huì)理事;《國際SD評論》和《系統(tǒng)辯證學(xué)學(xué)報(bào)》副主編以及其他四種國內(nèi)外權(quán)威與核心學(xué)術(shù)刊物編委等職。1981年赴美國MIT斯隆管理學(xué)院進(jìn)修、訪問、講學(xué)2年余，獲證書，1983 年受聘為該校SD硏究中心終身成員?；貒髲氖鹿芾砜茖W(xué)理論與應(yīng)用的科研和教學(xué)工作，推動(dòng)SD在國內(nèi)外的發(fā)展。,參考資料,賈仁安、丁榮華，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)——反饋

3、動(dòng)態(tài)性復(fù)雜分析，2003J.W.Forrester，系統(tǒng)原理，1986清華版譯本J.W.Forrester，工業(yè)動(dòng)力學(xué)，1985科學(xué)版譯本俞金康，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)學(xué)原理及其應(yīng)用，1993譚惠民，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，1989喻學(xué)恒，系統(tǒng)工程理論與應(yīng)用第一卷：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，1983蘇懋康，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理及應(yīng)用，1988都興富，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理及其應(yīng)用，1989 胡玉奎，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)——戰(zhàn)略與策略實(shí)驗(yàn)室，1988張洪江、王禮先，長江三峽

4、花崗巖坡面土壤流失特性及其系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真，1997系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在中國，www.systemdynamics.org.cn學(xué)習(xí)型組織研修中心，www.cko.com.cn,《第五項(xiàng)修煉——學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù)》,[美國]彼得·圣吉（Peter.M.Senge )著，郭進(jìn)隆譯，楊碩英校，上海三聯(lián)書店出版一本探討個(gè)人及組織生命的書，在中國大陸掀起了一股學(xué)習(xí)大潮，特別對企業(yè)家們產(chǎn)生過較大影響。,《系統(tǒng)思考》：讓你“見樹又見林”

5、！,Seeing the Forest for the Trees: A Manager‘s Guide to Applying Systems Thinking，[英]Dennis Sherwood 著，邱昭良、劉昕譯，機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 4彌補(bǔ)了《第五項(xiàng)修煉》與現(xiàn)實(shí)世界之間的距離，展示了處理復(fù)雜問題的最佳理論：系統(tǒng)思考。有助于加深對系統(tǒng)思考的理解，也為如何使用相關(guān)的工具與方法繪制系統(tǒng)循環(huán)圖，從而解決復(fù)雜的問題提供了詳

6、細(xì)的指南，并展示了通過計(jì)算機(jī)仿真模擬可以獲得的神奇力量。通過對本書的研讀，你將得到更好、更穩(wěn)健、更睿智的決策能力！,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的產(chǎn)生與早期發(fā)展回顧,產(chǎn)生背景,第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著工業(yè)化的進(jìn)程，某些國家的社會(huì)問題日趨嚴(yán)重，例如城市人口劇增、失業(yè)、環(huán)境污染、資源枯竭。這些問題范圍廣泛，關(guān)系復(fù)雜，因素眾多，具有如下三個(gè)特點(diǎn)：各問題之間有密切的關(guān)聯(lián)，而且往往存在矛盾的關(guān)系，例如經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)等。許多問題如投資效果、環(huán)境污染、信

7、息傳遞等有較長的延遲，因此處理問題必須從動(dòng)態(tài)而不是靜態(tài)的角度出發(fā)。許多問題中既存在定量的東西，又存在如價(jià)值觀念等偏于定性的東西。這就給問題的處理帶來很大的困難。,背景(cont.),新的問題迫切需要有新的方法來處理；另一方面，在技術(shù)上由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的突破使得新的方法有了產(chǎn)生的可能。于是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)便應(yīng)運(yùn)而生。,J.W.Forrester教授自50年代中期開創(chuàng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)以來，在一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問題的研究中取得了令人矚目的創(chuàng)造性成果。

8、,J.W.Forrester,Forrester, who invented random-access magnetic-core memory during the first wave of modern digital computers, also pioneered the field of system dynamics -- analysis of the behavior of systems. He pursue

9、s three main interests based on system dynamics: ①the System Dynamics National Model, which generates the major observed modes of economic behavior; ②a new management education based on the inherent, dynamic complexity

10、 of all the related parts of a corporation and brings them into a unified system; ③system dynamics as a methodology for giving cohesion, meaning, and motivation to pre-college education.,J.W.Forrester等在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方面的主要成果,1958

11、年發(fā)表著名論文《工業(yè)動(dòng)力學(xué)——決策的一個(gè)重要突破口》，首次介紹工業(yè)動(dòng)力學(xué)的概念與方法。1961年出版《工業(yè)動(dòng)力學(xué)》(Industrial Dynamics)一書，該書代表了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的早期成果。1968年出版《系統(tǒng)原理》(Principles of Systems)一書，論述了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本原理和方法。1969年出版《城市動(dòng)力學(xué)》(Urban Dynamics)，研究波士頓市的各種問題。1971年進(jìn)一步把研究對象擴(kuò)大到世界范圍

12、，出版《世界動(dòng)力學(xué)》(World Dynamics)一書，提出了“世界模型II”。1972年他的學(xué)生梅多斯教授等出版了《增長的極限》(The Limits to Growth)一書，提出了更為細(xì)致的“世界模型III”。這個(gè)由羅馬俱樂部主持的世界模型的研究報(bào)告已被翻譯成34種語言，在世界上發(fā)行了600多萬冊。兩個(gè)世界模型在國際上引起強(qiáng)烈的反響。,J.W.Forrester等在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方面的主要成果 (cont.),繼世界模型之后，福

13、雷斯特教授等又開始了歷時(shí)10年以上的美國“國家模型”(System Dynamics National Model)的研究。該模型在宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)和微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)之間架起橋梁，成功地研究了通貨膨脹和失業(yè)等等社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題，并第一次從理論上闡明了西方經(jīng)濟(jì)學(xué)家長期爭論不休的經(jīng)濟(jì)長波產(chǎn)生的機(jī)制。,發(fā)展歷史,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展過程大致可分為四個(gè)階段：1、穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)(1956－1961) 由于SD這種方法早期研究對象是以企業(yè)為中心的工業(yè)系統(tǒng)，初名

14、也就叫工業(yè)動(dòng)力學(xué)。這一階段明確了結(jié)構(gòu)的概念，即從反饋環(huán)或系統(tǒng)子結(jié)構(gòu)的角度來認(rèn)識系統(tǒng)，主要研究的是平衡條件的變動(dòng)對穩(wěn)態(tài)的影響，而不是增長或衰減等瞬態(tài)過程。在這一“企業(yè)工程”時(shí)代，SD主要致力于公司的政策修訂。該階段以《工業(yè)動(dòng)力學(xué)》一書的出版而告結(jié)束。,發(fā)展歷史,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展過程大致可分為四個(gè)階段： 2、增長的動(dòng)力學(xué)和一般系統(tǒng)理論(1962－1966) 在這一階段中，系統(tǒng)概念在社會(huì)科學(xué)中得以鞏固，有關(guān)系統(tǒng)原理的教材及實(shí)驗(yàn)

15、手段得到普及。SD模型發(fā)展到非線性占重要地位的實(shí)際系統(tǒng)。新產(chǎn)品開發(fā)、公司經(jīng)營及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等增長過程中的正反饋機(jī)制得以闡明。同時(shí)，SD的應(yīng)用范圍已不僅僅是企業(yè)政策的制定，而且擴(kuò)充到工程、醫(yī)學(xué)、管理、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域。對如此廣泛領(lǐng)域的系統(tǒng)，SD都是以一種統(tǒng)一的觀點(diǎn)去把握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的，因此SD是作為一般系統(tǒng)理論而得以發(fā)展的。,發(fā)展歷史,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展過程大致可分為四個(gè)階段：3、理論與應(yīng)用的橋梁(1967-1975) 這一階段為

16、SD的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，邁開了由理論走向?qū)嶋H應(yīng)用的重要步伐。一些重要的專著，如福雷斯特教授的《城市動(dòng)力學(xué)》、《世界動(dòng)力學(xué)》、梅多斯教授等的《增長的極限》等相繼問世。 由于這個(gè)方法的研究領(lǐng)域已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工業(yè)系統(tǒng)的范圍，1972年遂改稱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。對于反饋過程，SD并不拘泥于數(shù)學(xué)上復(fù)雜的反饋理論，而作出了簡明的實(shí)用解釋。,發(fā)展歷史,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展過程大致可分為四個(gè)階段：4、漸趨成熟(1976- ) 由福雷斯

17、特教授等主持研究的美國國家模型（耗資600萬美元，方程數(shù)4000）代表了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的最新成果，它標(biāo)志著系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在理論及應(yīng)用方面進(jìn)入了一個(gè)更為成熟的階段。 目前系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)正加強(qiáng)與控制理論、系統(tǒng)科學(xué)、突變理論、耗散結(jié)構(gòu)與分叉、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析、靈敏度分析、統(tǒng)計(jì)分析、參數(shù)估計(jì)、最優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用、類屬結(jié)構(gòu)研究、專家系統(tǒng)等方面的聯(lián)系。美、英、法、聯(lián)邦德國、日本等國紛紛采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法來研究各自的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題，涉及到經(jīng)濟(jì)、能源、交通、環(huán)

18、境、生態(tài)、生物、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、城市等廣泛的領(lǐng)域。,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論,什么是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)？,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System Dynamics)是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學(xué)科，也是一門認(rèn)識系統(tǒng)問題和解決系統(tǒng)問題交叉的綜合性的新學(xué)科。它是系統(tǒng)科學(xué)和管理科學(xué)中的一個(gè)分支，也是一門溝通自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域的橫向?qū)W科。從系統(tǒng)方法論來說，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法是結(jié)構(gòu)方法、功能方法和歷史方法的統(tǒng)一。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為，系統(tǒng)的行為模式與特性主要地取決于其內(nèi)部的

19、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)與反饋機(jī)制。,系統(tǒng)與反饋,系統(tǒng)：相互作用諸單元的復(fù)合體反饋：系統(tǒng)內(nèi)同一單元或同一子塊其輸出與輸入間的關(guān)系對整個(gè)系統(tǒng)而言，“反饋”則指系統(tǒng)輸出與來自外部環(huán)境的輸入的關(guān)系。反饋可以從單元或子塊或系統(tǒng)的輸出直接聯(lián)至其相應(yīng)的輸入，也可以經(jīng)由媒介——其他單元、子塊、甚至其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。,反饋系統(tǒng),所謂反饋系統(tǒng)就是包含有反饋環(huán)節(jié)與其作用的系統(tǒng)。它要受系統(tǒng)本身的歷史行為的影響，把歷史行為的后果回授給系統(tǒng)本身，以影響未來的行為。庫存控制系

20、統(tǒng)是一個(gè)反饋系統(tǒng)。發(fā)貨使庫存量減少，當(dāng)庫存低于期望水平以下一定數(shù)值后，庫存管理人員即按預(yù)定的方針向生產(chǎn)部門訂貨，貨物經(jīng)一定延遲到達(dá)，然后使庫存量逐漸回升。反映庫存當(dāng)前水平的信息經(jīng)過訂貨與生產(chǎn)部門的傳遞最終又以來自生產(chǎn)部門的貨物的形式返回庫存。,庫存信息反饋調(diào)節(jié)過程,庫存訂貨系統(tǒng)是一個(gè)簡單的反饋系統(tǒng)。從圖中可知它形成閉合的回路(或稱環(huán))，稱之為反饋回路(或環(huán))。反饋回路就是由一系列的因果與相互作用鏈組成的閉合回路或者說是由信息與動(dòng)作構(gòu)

21、成的閉合路徑。,回路、閉環(huán)系統(tǒng)、開環(huán)系統(tǒng),反饋系統(tǒng)就是相互聯(lián)結(jié)與作用的一組回路。反饋系統(tǒng)就是閉環(huán)系統(tǒng)。單回路的系統(tǒng)是簡單系統(tǒng)；具有三個(gè)回路以上的系統(tǒng)是復(fù)雜系統(tǒng)。反饋系統(tǒng)俯拾皆是，生物的、環(huán)境的、生態(tài)的、工業(yè)的、農(nóng)業(yè)的、經(jīng)濟(jì)的和社會(huì)的系統(tǒng)都是反饋系統(tǒng)。開環(huán)系統(tǒng)是相對于閉環(huán)系統(tǒng)(即反饋系統(tǒng))而言的，因其內(nèi)部未形成閉合的反饋環(huán)，像是被斷開的環(huán)，故稱為開環(huán)系統(tǒng)。,庫存 ––– 訂貨系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的反饋系統(tǒng),系統(tǒng)中的庫存缺貨信息的收集與向

22、生產(chǎn)部門提出訂貨的要求均由管理人員承擔(dān)，假設(shè)系統(tǒng)中無管理人員或管理人員失職，則系統(tǒng)中失去反饋環(huán)節(jié)與反饋?zhàn)饔茫幱跓o人管理狀態(tài)，也就成為開環(huán)系統(tǒng)了。庫存量就不可能保持在合理的水平。,正反饋、負(fù)反饋、正反饋回路、負(fù)反饋回路、正反饋系統(tǒng)、負(fù)反饋系統(tǒng),正反饋的特點(diǎn)是，能產(chǎn)生自身運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)過程，在此過程中運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作所引起的后果將回授，使原來的趨勢得到加強(qiáng)。負(fù)反饋的特點(diǎn)是，能自動(dòng)尋求給定的目標(biāo)，未達(dá)到(或者未趨近)目標(biāo)時(shí)將不斷作出響應(yīng)。具有正反

23、饋特性的回路稱為正反饋回路，具有負(fù)反饋特點(diǎn)的回路則稱為負(fù)反饋回路(或稱尋的回路)。分別以上述兩種回路起主導(dǎo)作用的系統(tǒng)則稱之為正反饋系統(tǒng)與負(fù)反饋系統(tǒng)(或稱尋的系統(tǒng))。,正反饋回路的特點(diǎn),正反饋回路的特點(diǎn)是，發(fā)生于其回路中任何一處的初始偏離與動(dòng)作循回路一周將獲得增大與加強(qiáng)。正反饋回路可具有諸如非穩(wěn)定的、非平衡的、增長的和自增強(qiáng)的多種特性在實(shí)際系統(tǒng)中，就系統(tǒng)產(chǎn)生的后果而言，正反饋回路可導(dǎo)致良性循環(huán)與惡性循環(huán)兩類。,負(fù)反饋回路的特點(diǎn),負(fù)反

24、饋回路的特點(diǎn)是，它力圖縮小系統(tǒng)狀態(tài)相對于目標(biāo)狀態(tài)(或某平衡狀態(tài))的偏離。負(fù)反饋回路亦可稱為穩(wěn)定回路，平衡回路或自校正回路。,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是分析復(fù)雜系統(tǒng)甚至特大系統(tǒng)的強(qiáng)有力工具,事實(shí)證明，由若干回路組成的反饋系統(tǒng)，即使諸單獨(dú)回路所隱含的動(dòng)態(tài)特性均簡單明了，但是其整體特性的分析卻往往使直觀形象解釋與分析方法束手無策。反饋結(jié)構(gòu)復(fù)雜的實(shí)際系統(tǒng)與問題，其隨時(shí)間變化的特性與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系的分析不得不求助于定量模型和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的

25、理論、構(gòu)模原理與方法就是在人們面臨上述困境，尋覓出路的時(shí)候，于50年代應(yīng)運(yùn)而生的，它為復(fù)雜系統(tǒng)甚至特大系統(tǒng)提供了分析研究并尋找解決問題的對策的強(qiáng)有力工具。,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中常用的圖形表示法,回路的概念最簡單的表示方法是圖形。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中常用三種圖形表示法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (structure diagram)因果關(guān)系圖 (causal relationship diagram)流圖 (stock and flow diagram),系統(tǒng)

26、結(jié)構(gòu)框圖,用方塊或圓圈簡明地代表系統(tǒng)的主要子塊并描述它們之間物質(zhì)與信息流的關(guān)系。,因果關(guān)系圖,因果關(guān)系圖有時(shí)候也被稱為影響圖(influence map)、向圖、因果環(huán)圖 (causal loop diagram)，普遍地用于構(gòu)思模型的初始階段圖中的因果鏈可標(biāo)明其影響作用的性質(zhì)是正的還是負(fù)的粗略地說，正號表明，箭頭指向的變量將隨箭頭源發(fā)的變量的增加而增加，減少而減少，而負(fù)號則表示變量間取與此相反的關(guān)系。,確定回路極性的方法,為了確定

27、回路的特性，即回路的極性，可沿著反饋回路繞行一周，看一看回路中全部因果鏈的累積效應(yīng)如何?；芈窐O性可為正或負(fù)。確定回路極性的方法若反饋回路包含偶數(shù)個(gè)負(fù)的因果鏈，則其極性為正；若反饋回路包含奇數(shù)個(gè)負(fù)的因果鏈，則其極性為負(fù)。因此，反饋回路的極性取決于回路中因果鏈符號的乘積。正反饋回路的作用是使回路中變量的偏離增強(qiáng)，而負(fù)反饋回路則力圖控制回路的變量趨于穩(wěn)定。負(fù)反饋?zhàn)饔貌⒉粔?，而正反饋?zhàn)饔貌⒉灰欢ǘ际呛玫摹?因果圖應(yīng)用指南,把因果圖中

28、的變量設(shè)想為能升降、增減與上下的量。暫不必?fù)?dān)心是否能以現(xiàn)有的單位和量綱去度量。在因果關(guān)系圖中采用名詞或名詞短語，不用動(dòng)詞。變量之間的影響與作用以帶箭頭的因果鏈表示。把變量增減的涵義弄確切用因果鏈去代表“然后……”的語氣盡可能確定變量的量綱，必要時(shí)可自己創(chuàng)造一些。例如某些心理學(xué)方面的變量，不得不采用諸如精神上的“壓力”單位。確定量綱有助于突出因果圖中的文字?jǐn)⑹龅暮x。反饋結(jié)構(gòu)應(yīng)形成閉合問路。,,盡可能定義變量本身為正值，不把諸如

29、“衰減”、“衰退”、“降低”一類定義為變量。由于“衰退”的增長或“降低”的上升的說法將令人費(fèi)解，而且當(dāng)檢驗(yàn)因果鏈的極性與確定回路的極性時(shí)，將使人目眩。如果某因果鏈需加以擴(kuò)充，以便于更詳盡地反映反饋結(jié)構(gòu)的機(jī)制，則毫不猶豫地將其擴(kuò)充為一組因果鏈。,因果圖應(yīng)用指南,錯(cuò)誤的因果環(huán)畫法：令人費(fèi)解,因果圖應(yīng)用指南,未閉合的回路,Peter Senge 基模,第五項(xiàng)修煉 ––– 學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù) 成長的上限基模成長與投資不足基模舍本逐末

30、基模惡性競爭（兩敗俱傷）基模富者愈富基模共同悲劇基模飲鴆止渴基模,成長的上限基模,成長的上限基模左邊部分是促進(jìn)成長的正反饋環(huán)右邊部分是抑制成長的負(fù)反饋環(huán)刻畫了各種組織運(yùn)行的基本結(jié)構(gòu),成長與投資不足基模,成長與投資不足基模上半部分為成長上限基模下半部分為投資不足負(fù)反饋環(huán),舍本逐末基模,舍本逐末基模只注重癥狀解，不注重根本解,惡性競爭（兩敗俱傷）基模,惡性競爭（兩敗俱傷）基模只把注意力放在對方的威脅上,富者愈富基模,富

31、者愈富基模,共同悲劇基模,共同悲劇基模,飲鴆止渴基模,飲鴆止渴基模,正負(fù)反饋環(huán)作用下的物種模型(因果圖),“物種總數(shù)”與“出生速度”構(gòu)成正反饋環(huán)，同時(shí)，“物種總數(shù)”與“死亡速度”構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)?；蛘哒f，物種總數(shù)這個(gè)狀態(tài)變量同時(shí)受“出生速度”所在的正環(huán)和“死亡速度”所在的負(fù)環(huán)控制。當(dāng)“出生速度”所在的正反饋環(huán)的自我強(qiáng)化作用高于“死亡速度”所在的負(fù)反饋環(huán)的自我調(diào)節(jié)作用時(shí)，物種總數(shù)將呈現(xiàn)出無限增長的趨勢。同理，當(dāng)“死亡速度”所在的負(fù)反饋環(huán)自

32、我調(diào)節(jié)作用強(qiáng)于“出生速度”所在的正環(huán)自我強(qiáng)化作用時(shí)，在一定生存條件下系統(tǒng)將趨于“平衡”，物種的總數(shù)將趨于穩(wěn)定值。,由這樣一個(gè)簡單的模型展開，就可以形成很復(fù)雜的生態(tài)模型，從而研究其中的“政策”和“策略”。例如，研究某個(gè)自然保護(hù)區(qū)各物種生態(tài)平衡策略，消滅害蟲、雜草，保護(hù)禾苗的策略，控制傳染病蔓延的策略等，都可以從這種基本概念出發(fā)，而形成具體系統(tǒng)的模型。,產(chǎn)品銷售模型(因果圖，復(fù)雜系統(tǒng)),產(chǎn)品銷售模型,產(chǎn)品銷售模型(cont.),環(huán)I的組成要

33、素為推銷員總數(shù)——推銷員不足額——推銷員調(diào)入速度。其功能主要是推銷員總數(shù)的自調(diào)節(jié)作用；環(huán)II的組成要素是爭取到的訂貨量——未處理的訂貨單——供貨實(shí)際延遲——用戶感到的供貨延遲——供貨聲譽(yù)。這個(gè)環(huán)是控制實(shí)際訂貨量的負(fù)反饋環(huán)，是服務(wù)質(zhì)量的描述，是實(shí)際的市場需求，是本模型的重要一環(huán)。環(huán)III的構(gòu)成要素是供貨速度———訂單處理速度——未處理訂單。其功能是控制訂貨速度，提高企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)營效率。環(huán)IV是正反饋環(huán)，它的組成元素有銷售額——推銷花

34、費(fèi)預(yù)算——可調(diào)入推銷員總數(shù)——推銷員不足額——推銷員調(diào)入速度——總推銷員數(shù)——爭取到的訂貨單。此環(huán)說明推銷員增加的機(jī)理。,產(chǎn)品銷售模型,圖中共有三個(gè)負(fù)反饋環(huán)和一個(gè)正反饋環(huán)，在三個(gè)負(fù)環(huán)中，有各自的組成。,產(chǎn)品銷售模型(cont.),產(chǎn)品剛剛投放市場時(shí)，只要增加推銷員數(shù)，就可增加訂單數(shù)。由于銷售產(chǎn)生了利潤使得公司可以進(jìn)一步開拓產(chǎn)品銷路以獲得更多的利潤，因此公司的推銷員數(shù)急劇地增加。影響銷售量的因素還有環(huán)II所描述的供貨聲譽(yù)。當(dāng)銷售速度低

35、于該公司的生產(chǎn)速度時(shí)，一般地說服務(wù)態(tài)度，即銷售聲譽(yù)是很好的，此時(shí)，環(huán)IV所描述的正反饋?zhàn)饔檬侵饕?。?dāng)銷售速度逐漸接近于或者超過公司的生產(chǎn)能力時(shí)，環(huán)II就開始發(fā)生作用，抑制訂單的增加，從而限制公司的推銷員數(shù)目的增加，就是說，由于環(huán)II的作用，當(dāng)爭取到的訂單增加時(shí)，會(huì)使得未處理的訂單增加而增加供貨的延遲，一旦用戶感到這種延遲已經(jīng)無可容忍，就要削減或取消對公司的訂貨，而轉(zhuǎn)向其他公司。即是，由于用戶感到供貨延遲增加后，供貨聲譽(yù)就下降了，從而

36、使?fàn)幦〉降挠唵螖?shù)減少。這時(shí)，公司的銷售能力也就達(dá)到了飽和狀態(tài)。若再增加推銷員數(shù)，對公司的銷售量已無很大影響。,產(chǎn)品銷售模型,產(chǎn)品銷售模型(cont.),當(dāng)環(huán)II的自我調(diào)節(jié)作用小于環(huán)IV的自我強(qiáng)化作用時(shí)，公司就呈現(xiàn)出增長的現(xiàn)象。而當(dāng)環(huán)II的自我調(diào)節(jié)作用強(qiáng)于環(huán)IV的自我強(qiáng)化作用時(shí)，產(chǎn)品的銷售則呈現(xiàn)出飽和狀態(tài)。由于環(huán)II和環(huán)IV的交互作用，以及環(huán)I和環(huán)III的調(diào)節(jié)作用，將使得公司的銷售量會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的波動(dòng)或振蕩，但是一般地說，若不出現(xiàn)大的失

37、誤，總會(huì)逐漸趨于公司的生產(chǎn)能力的。管理者必須有清醒的頭腦，把握各反饋環(huán)作用的強(qiáng)度及時(shí)機(jī)，才能切實(shí)地維持公司的穩(wěn)定增長，不致因?yàn)槊つ繑U(kuò)充而影響公司的長遠(yuǎn)發(fā)展能力。,產(chǎn)品銷售模型,流圖,流圖仿效閥門與浴缸的關(guān)系把速率與狀態(tài)變量描述如圖所示。,水平變量(level)或稱狀態(tài)變量表示積累環(huán)節(jié)。 “水平”的涵義系源自流體在容器中積存的液面高度，如水位。 速率(rate)又稱變化率，隨著時(shí)間的推移，使水平變量的值增加或減少。 系統(tǒng)動(dòng)力

38、學(xué)認(rèn)為反饋系統(tǒng)中包含連續(xù)的、類似流體流動(dòng)與積累的過程。,勞動(dòng)力的兩狀態(tài)流圖,勞動(dòng)力隊(duì)伍一般可分成兩部分，一部分為已具有勞動(dòng)技能的正式工人；另一部分為尚在培訓(xùn)的工人，培訓(xùn)需要一定時(shí)問，如半年或一年，稱為培訓(xùn)延遲。,流圖中的反饋回路,流圖中的反饋回路,就系統(tǒng)整體來說，反饋回路事實(shí)上就是聯(lián)系決策、行動(dòng)、系統(tǒng)水平變量(系統(tǒng)的狀態(tài))以及信息再回到?jīng)Q策點(diǎn)的整個(gè)閉合回路。從圖中可以看到，決策控制行動(dòng)，行動(dòng)影響系統(tǒng)狀況，系統(tǒng)狀態(tài)的新信息又將決策修改，

39、如此不斷進(jìn)行。所以，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)現(xiàn)象是由反饋回路的決策過程所形成的。,反饋回路也是管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素,反饋回路也是管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素。較復(fù)雜的管理系統(tǒng)是由較多的反饋回路所組成的，只要能掌握系統(tǒng)的反饋回路，自然能了解復(fù)雜管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為特性。,水平變量、速率變量,水平變量的數(shù)值大小是表示某一系統(tǒng)變量在某一特定時(shí)刻的狀況。速率變量表示某個(gè)水平變量變化的快慢。水平變量可以說是系統(tǒng)過去累積的結(jié)果，它是流入率與流出率的凈差額。例如

40、，水槽中的水量就是一個(gè)水平變量，水的多少主要由水的流入速率與流出速率的快慢決定，或者說，水平變量的大小就是系統(tǒng)內(nèi)各種行動(dòng)或活動(dòng)結(jié)果的累積。水平變量本身不可能自我產(chǎn)生瞬間變化，它必須由速率變量的作用才能由某一個(gè)數(shù)值狀態(tài)改變另一數(shù)值狀態(tài)。,水平變量、速率變量,水平變量本身雖不能自我產(chǎn)生變化，但由于它的存在，才使我們能在不同的時(shí)間間隔感覺到系統(tǒng)的連續(xù)性，有了水平變量的概念，才能建立系統(tǒng)連續(xù)性的概念。如果沒有水槽中水量(水平變量)的概念，就

41、沒法感受到或了解到水槽水量的動(dòng)態(tài)變化是一種連續(xù)性的過程。在一個(gè)復(fù)雜的管理系統(tǒng)中，若要清楚的辨認(rèn)什么是水平變量時(shí)，可以運(yùn)用系統(tǒng)連續(xù)性的概念，先假設(shè)系統(tǒng)為完全靜止，然后分析在靜止?fàn)顩r下系統(tǒng)中有哪些仍然能夠被觀察到的物質(zhì)，這些在靜止?fàn)顟B(tài)下代表著系統(tǒng)的延續(xù)而存在著的物質(zhì)就是動(dòng)態(tài)模型中的水平變量。,水平變量、速率變量的區(qū)分方法,由于速率變量是一個(gè)行動(dòng)變量，因此，當(dāng)行動(dòng)停止下來，速率變量的作用也就終止或消失，而水平變量是過去所有行動(dòng)結(jié)果的積累，即

42、使系統(tǒng)現(xiàn)在沒有活動(dòng)，水平變量仍然繼續(xù)存在而且能被觀察得到。所以，我們可以使一個(gè)系統(tǒng)的所有的活動(dòng)完全停止，在靜止?fàn)顟B(tài)下仍然存在并且能觀察到的量就是水平變量，否則就不是水平變量。確定了水平變量后，再分析影響或改變水平變量的因素或動(dòng)力是什么?這些因素和動(dòng)力就是速率變量。一棵樹可以停止生長，但代表這顆樹木過去成長過程中積累的樹木高度仍然存在可見。在一個(gè)工廠中，所有的活動(dòng)可以暫時(shí)停止，而代表這家工廠的職工數(shù)、半成品數(shù)、成品數(shù)、機(jī)器設(shè)備數(shù)以及

43、現(xiàn)金等水平變量都仍然存在，而且是可以度量的。在一個(gè)管理系統(tǒng)中，有些水平變量不一定是物質(zhì)的，例如職工的積極性、公司的信譽(yù)、產(chǎn)品的質(zhì)量等都不容易度量，但是它們都是存在的水平變量。,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)關(guān)于內(nèi)因與外因的辯證關(guān)系,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)著名的“內(nèi)生”觀點(diǎn)：系統(tǒng)行為的性質(zhì)主要取決于系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，也就是系統(tǒng)內(nèi)部反饋結(jié)構(gòu)與機(jī)制。這是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論中的核心思想。系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)內(nèi)部各反饋回路和結(jié)構(gòu)及它們相互作用的關(guān)系與性質(zhì)。盡管系統(tǒng)的行為豐富

44、多彩，系統(tǒng)在外部漲落的作用下可能發(fā)生干變?nèi)f化的反應(yīng)，然而系統(tǒng)行為的發(fā)生與發(fā)展都主要地根植于系統(tǒng)內(nèi)部。復(fù)雜系統(tǒng)，例如一國的國民經(jīng)濟(jì)，盡管有時(shí)候要受外部事件(比如國際金融危機(jī))的嚴(yán)重影響，但其行為特性仍主要地取決于其內(nèi)部組成部分之間的相互作用和所采取的政策。系統(tǒng)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與其宏觀行為的關(guān)系問題，創(chuàng)始人Forrester對此作了精辟的闡述：“系統(tǒng)之宏觀行為源自其微觀結(jié)構(gòu)”，這已成為數(shù)十年來系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)界的經(jīng)典。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)強(qiáng)調(diào)內(nèi)因與外因的辯

45、證關(guān)系。內(nèi)因是系統(tǒng)存在、變化、發(fā)展的依據(jù)，外因是系統(tǒng)存在、變化、發(fā)展的客觀條件。在一定條件下，外部的干擾起著重要作用，但歸根到底，外因也只有通過系統(tǒng)的內(nèi)因才能起作用。而系統(tǒng)的演化方向則由內(nèi)、外因通過內(nèi)部反饋機(jī)制共同決定的。,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的主導(dǎo)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)作用原理,在系統(tǒng)內(nèi)部的諸反饋回路中，在其發(fā)展、運(yùn)動(dòng)的各階段，總是存在一個(gè)或一個(gè)以上的主要回路(或稱主導(dǎo)回路)，這些主導(dǎo)回路的性質(zhì)及它們相互間的作用(包括競爭與協(xié)作)，主要地決定了系統(tǒng)行為的性質(zhì)

46、及其變化與發(fā)展，這就是主導(dǎo)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)作用原理(相當(dāng)于協(xié)同學(xué)中的支配原理)。主導(dǎo)回路存在于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展和由舊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過渡到新結(jié)構(gòu)的全部過程之中。它們代表了在一定時(shí)空條件下系統(tǒng)的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。強(qiáng)調(diào)主導(dǎo)部分的作用并不排斥其他非主導(dǎo)部分在系統(tǒng)中的作用。系統(tǒng)的主導(dǎo)部分只能在與其他部分的相互作用中形成和存在。系統(tǒng)的行為的性質(zhì)與模式(相當(dāng)于協(xié)同學(xué)中的相)是由主導(dǎo)結(jié)構(gòu)與非主導(dǎo)結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果。由于系統(tǒng)內(nèi)某些非線性變量、敏感變量的變化以及干擾與

47、漲落的影響，主導(dǎo)結(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)變化的，其具體內(nèi)容在系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)新舊更迭的前后是不同的，而且即使在同一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，在一定的時(shí)空條件下，主導(dǎo)與非主導(dǎo)部分也可能相互轉(zhuǎn)化。,主要變量和敏感變量與子結(jié)構(gòu),在系統(tǒng)中總是存在一部分相對重要的變量，它們對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與行為的性質(zhì)、特征的作用與影響比較大，而且總是被包含于主回路之中。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為，系統(tǒng)中往往存在一些靈敏變量(或參數(shù))與子結(jié)構(gòu)，它們對干擾與漲落的反應(yīng)十分敏感和強(qiáng)烈，一旦系統(tǒng)處于臨界狀態(tài)，漲落對

48、這些靈敏變量(或稱漲落點(diǎn))的作用可能導(dǎo)致新舊結(jié)構(gòu)的更迭。若這類靈敏變量處于主回路中或兩種極性的回路的聯(lián)結(jié)處，由于靈敏變量(往往是非線性的)本身的微小變化或由于漲落的作用，將使主回路轉(zhuǎn)移，或改變主回路極性，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與行為產(chǎn)生巨大的變化或質(zhì)的變化。,系統(tǒng)的歷時(shí)性與系統(tǒng)的進(jìn)化規(guī)律,系統(tǒng)在內(nèi)外動(dòng)力和環(huán)境條件的共同驅(qū)動(dòng)和作用下，使其結(jié)構(gòu)、參數(shù)和功能、行為及其發(fā)展方向都隨時(shí)間的推移而變化。在系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的全過程的始末，其主導(dǎo)回路與反饋極性

49、都在不斷變動(dòng)，主導(dǎo)回路與非主導(dǎo)回路在相互轉(zhuǎn)化，環(huán)境條件也不斷在變動(dòng)；因此，一般而言、系統(tǒng)的發(fā)展過程將包含若干在時(shí)間上先后關(guān)聯(lián)具有質(zhì)的差異的階段。當(dāng)系統(tǒng)中量的變化超過一定值時(shí)，則可能發(fā)生質(zhì)變和新舊結(jié)構(gòu)、新舊質(zhì)的更迭，舊的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)瓦解消失，而新的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)誕生。這是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程，由低級系統(tǒng)向高級系統(tǒng)發(fā)展、進(jìn)化的過程。這就是系統(tǒng)的歷時(shí)性與系統(tǒng)的進(jìn)化規(guī)律。SD研究的重點(diǎn)包括在同一類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下的運(yùn)行機(jī)制、結(jié)構(gòu)變化與其動(dòng)態(tài)行為的關(guān)系和