1956年,JayW.Forrester放弃了其在电机控制领域的研究,转而将反馈控制的基本原则用于社会经济学系统。1961年,他在MIT工业管理学院研究公司管理问题,出版了其专著IndustrialDynomics,这标志着这一学科的创立。
在过去的40年中,系统动力学有了长足的发展。系统动力学的理论、思想方法和工具,对于分析社会经济中许多复杂动态问题非常有效。另一方面,系统动力学的分析方法、建模方法、模拟方法和模拟工具比较规范,易于学习和应用。
1、事件-行为-结构
利用系统动力学分析问题,要由事件出发,分析系统的结构与行为模式的关系,以采取成功的政策和策略,调整系统结构,干预和控制系统,改善系统的行为模式,大大避免坏的事件的发生。
2、系统动力学处理问题的过程
●提出问题:明确建立模型的目的。即要明确要研究和解决什么问题。
●参考行为模式分析:分析系统的事件,及实际存在的行为模式,提出设
想和期望的系统行为模式。作为改善和调整系统结构的目标。
●提出假设建立模型:由行为模式,提出系统的结构假设。由假设出发,
设计系统的因果关系图,流图,并列出方程,定义参数。从而将一系列
的系统动力学假设,表示成了清晰的数学关系集合。
●模型模拟:调整参数,运行模型,产生行为模式。建立好的模型是一个
实验室,可以由试验参数和结构的变化理解结构与系统行为模式的关
系。
1.2VensimPLE软件的特点
VensimPLE全名为VentanaSimulationEnviromentPersonalLearningEdition.即Ventana系统动力学模拟环境个人学习版。
1.利用图示化编程建立模型。在Vensim中,“编程”实际上并不存在,只有建模的概念。只要在模型建立窗口画出流图,再通过Equations输入方程和参数,就可以直接进行模拟了。如果用户需要查看有关方程和参数,可使用ModeDocument工具条。另外,Vensim提供两种模型文件保存方式,一种是二进制文
件,后缀为.vmf;另一种是文本文件,后缀为.mdf,这种文件可以用于模型的建立和修改,但这并不是Vensim推荐的方法。
2.运行于Windows下,数据共享性强,提供丰富的输出信息和灵活的输出方式。由于采用了多种分析方法,因此Vensim的输出信息是非常丰富的。其输出兼容性较强。一般的模拟结果,除了即时显示外,还提供保存文件和copy到剪切板。例如建立好的模型可以copy到剪贴板,再由剪贴板转到MSWord的编辑文件中。
3.对模型的多种分析方法
Vensim提供对于模型的结构分析和数据集分析。其中结构分析包括原因树分析(逐层列举作用于指定变量的变量)、结果树分析(逐层列举该变量对于其它变量的作用)和反馈列表。
4.真实性检验
对于我们所研究的系统,对于模型中的一些重要变量,依据常识和一些基本原则,我们可以预先提出对其正确性的基本要求。这些假设是真实性约束。将这些约束加到建好的模型中,专门模拟现有模型在运行时对于这些约束的遵守情况或违反情况,就可以判断模型的合理性与真实性,从而调整结构或参数。真实性检验是Ventana公司的专利方法,是一种非常有效的建模工具。
1.3使用Vensim软件处理问题的一般过程
1.4VensimPLE的使用说明
VensimPLE3.0c可使用于Window3.X,Windows95,WindowsNT操作系统下。
硬件要求386以上PC机,2.0M内存,1.6M磁盘空间(安装时需6M硬盘空间)。对于Machintosh机型,也可使用。
第2章Vensim的菜单和主窗口
Vensim的用户界面是标准的Windows应用程序界面。除支持菜单和加速键外,还提供多个工具条。这使得用户操作非常方便。
2.1VensimPLE的主菜单
VensimPLE提供以下菜单。对于菜单的驱动,除了逐级打开外,还可以用相应的加速键。
●File文件管理:提供建立新模型(NewModle),打开模型(OpenModle),
保存模型(Save,Saveas),打印模型(Print,PrintOptions)等。模型打开和
建立后,检查可通过Check完成。
●View观察:对于模型的流图进行总体观察。提供按任意比例缩放。
控制设置。其中TimeBounds是用于调控Simulate和RealityCheck的时
间参数的。
●Windows窗口:包括Controlpanel控制面板(即VariableSelection分析
集选择,Graph自定义作图等),以及PopForward实现由其它窗口转
换到模型建立窗口,ErrorHistory是出错记录,SelectionHistory是选择
记录。
●Help帮助:在该菜单下有Manual子菜单,它是Ventana公司提供的使
用手册,比较详细。另外一个是AboutModles子菜单,它提供了Vensim
对模型的基本概括,如变量数目,状态量数目等。并提供对模型设置加
密口令。
第3章模型的建立
模型建立是在模型建立窗口,通过图示化的方式建立模型,或对已建立的模型进行修改。主要过程是画出流图,然后输入参数和方程。