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系统工程学 第5讲系统动力学
(4)形成子结构及流图。
四、基本反馈回路的DYNAMO仿真分析
1、基本DYNAMO方程
水准方程(L方程) 速率方程(R方程) 辅助方程(A方程) 常量方程 (C方程) L R A C L1· K=L1· J+DT*(RI· JK-RO· JK) R1·KL=f ( L1·K,A1·K,…) A1· K=g(L1· K,A2· K,R1· JK,…) C1=数值 L1=数值 或 “ L1=L10 , L10=数值”
赋初值方程(N方程) N
2、一阶正反馈回路
人 口 数 P (+) 年人口 增 加 PR PR P
。
+
。
C1(人口年自然增长率0.02) p
L P•K=P•J+DT*PR•JK N P=100
R PR•KL=C1*P•K
C C1=0.02
0 1 2 ┆
P 100 102 104.04 ┆
PR 2 2.04 2.0808 ┆
个人雄心 + 成为明星的愿望 + 自负 + 当前的知名度 +
公众瞩目度 + 对公司的价值
+
讨价还价的能力 + 新雇主的吸引力 + 新传媒的出现
+
3.3.2、明星的视点——讨价能力
3.3.3、明星的视点——与公司的冲突
+
3.4、非明星员工的视点
年轻人才的流失 + 其他雇主的吸引力 公司的声望 +
-
死亡 人口
(平均)死亡率
因果关系图和流图 (4)
+ 组织改善
组织绩效
组织缺陷
( )
-
+
因果关系图和流图 (4)
+ 组织改善
组织绩效
组织缺陷
( )
-
+
多重反馈
+
人口 总数
+
-
+
-
出生 人数
+
死亡 人数
2 流图--流图符号
(1)常用要素 流 速率 水平变量 源与汇 参数
(2)流图符号
社会系统 (人机系统)
1、引言
1.3、再看系统结构
系统结构
静态结构 + 时、空维度
系统结构模型 ISM
动态结构
系统动力学模型
二、系统动力学
2.1、产生与发展
企业
Forrester (MIT)
工业动力学 20,50
工业系统
更大的系统
> 城市 > 地区 > 国家 > 世界
城市动力学 世界动力学 69、71 系统动力学 学生 增长的极限 1971
888.2
3980
4922
Step Ramp
4、简单库存控制系统的扩展(3)
订货率
Pulse Sin Noise
。 测试 函数 。 正常销售 。 (发货)率
DELAY
交 (到 )货 率
库存量
。
。
销售(发货)率
。 。
MAX
。
T2
。
T3
。 库存
差额 期望 。 库存
SMOOTH
平均销 售(发 货)率
。
5
建模流程
明确目的 确定系统边界 因果关系分析 认识系统的结构、预测系统行为、 设计最佳参数、合理进行决策
封闭的社会系统
系统结构 流程图、方程式
建立SD模型 仿真实验
结果分析 模型修正
五 案例分析
电视行业的人才问题
管理团队所面临的一个限制业务增长的最大约 束就是人才问题,一些关键人物的流失给公司业务 带来巨大的冲击。这些关键人物包括银幕上的明星 、重要的幕后职员、经验丰富且能力颇强的编剧、 制片人、设计师等等。由于技术的发展,电台不断 开出很多新的频道,加上卫星频道、网络频道的不 断出现,新公司不断涌现,行业竞争愈演愈烈。因 此,各种人才可以不断流动了。 当然,留住人才的速效疗法就是加薪,然而这 可能并非最聪明的办法。
6000
1000
二阶负反馈系统输出特性曲线
t
仿真表
仿真步 长(周)
0
G
10000
△G
---
R1
1000
D
5000
R2
1000
I
1000
1
2
10000
9800
0
-200
800
600
4000
3000
1000
980
2000
3000
3
4
9420
8882
-380
-538
404
215.6
2020
1078
942
2、系统动力学
2.2、研究对象
Forrester (MIT)
系统 动力学
动态行为
系统
结构
理论 基础
控制论
信息论
决策论
系统动力学 模型
决策依据
2、系统动力学
2.2、研究对象:社会系统的基本特性
社会系统
基本特征 决策环节
SD的研究方法
非线性多重反馈系统
基本特性
自律性
非线性
反馈
1. 2. 3. 4.
I 1000 2000 2800
D 5000 4000 3200
R1 1000 800 640
I
1000
0
一阶负反馈(简单 库存控制)系统输 出特性曲线
t
┆
┆
┆
┆
由于一阶负反馈回路的作用, 库存水准就会逐渐达到期望库存 量.通常,构成负反馈回路是决策 者使系统达到预期目标或者 稳定的必要条件.
第5讲 系统仿真及SD方法
1 2 3 4 5 引言 系统动力学 系统动力学结构模型化原理 基本反馈回路的DYNAMO仿真分析 案例分析
一、引言
1.1、从经典力学说起
经典力学
刚体
Байду номын сангаас
时间维
静力学
运动学
动力学
过程 运动
瞬间 静止
1、引言
1.2、从经典力学到系统动力学
经典动力学
刚体 (物理系统)
决策环节
系统动力学
作者简介:1970年从斯坦福大学获工学学士后进入MIT攻读 管理硕士学位,在此期间被Forrester教授的SD整体动态搭 配的管理新理念所吸引。1978年获得博士学位后,一直和 MIT的工作伙伴及企业界人士一道,孜孜不倦地致力于将SD 与组织学习、创造原理、认知科学等融合,发展出一种人 类梦寐以求的组织蓝图—学习型组织。
I 6000
1000
0 一阶负反馈(简单 库存控制)系统输 出特性曲线 t
4、简单库存控制系统的扩展(1)
库存量
I
—
R2
10000
R1 。 Z(5) 。 G 。 D R2 。
1000 。 I
入库量 + (—)— 途中存货量 +
(—) 订货量 R1
G
库存 差额 +
W(10) 。 Y(6000)
4、简单库存控制系统的扩展(2)
自主决策 自我管理 自我控制 自我约束
1. 2. 3.
原因与结果非线性 时空分离性—滞后 随机性
2、系统动力学
2.3、建模流程
明确目的 确定系统边界 因果关系分析 认识系统的结构、预测系统行为、 设计最佳参数、合理进行决策
封闭的社会系统
系统结构 流程图、方程式
建立SD模型 仿真实验
结果分析 模型修正
提示
企业视角
学 校 视 角
就业 & 招聘
人 才 视 角
思考与讨论题
1、系统仿真在系统分析中起何作用?系统仿真方法的特点有哪些? 2、SD的基本思想是什么?其反馈回路是怎样形成的?请举例加以说明。 3、请分析说明SD与解释结构模型化技术、状态空间模型方法的关系及 异同点。 4、请举例说明SD结构模型的建模原理。 5、SD为什么要引入专用函数?请说明各主要DYNAMO函数的作用及适 用条件。 6、如何理解SD在我国现实的社会经济和组织管理系统分析中更具有方 法论意义? 7、请用SD结构模型来描述学习型组织的一般机理。 8、假设每月招工人数MHM和实际需要人数RM成比例,招工人员的速 率方程是:MHM· KL=P*RM· K,请回答以下问题: (1) K和KL的含义是什么? (2) RM是什么变量? (3) MHM、P、RM的量纲是什么? (4) P的实际意义是什么?
三、SD结构模型化原理
1 因果关系
+ -
因果箭
A
B
+ +
B
D
+
A
B
B
- -
A
D
+
B
因果链
A
反馈回路
C
订货 速度
+ -
A
C
+
系统的 性质 行为
库存 差额
-
库存 量
因果关系图和流图 (1)
因果关系图和流图 (2)
+ 订货量
库存量
库存差额 期望
( )
+
库存
因果关系图和流图 (3)
+ 出生 人口 (+) + (平均)出生率 人口 总量 + ( )
Meadows
MIT世界模型
System Dynamics, SD/ J.W. Forrester(MIT) Industrial Dynamics (ID), 1959 Principles of Systems, 1968 Urban Dynamics (UD), 1969 World Dynamics (WD), 1971 SD, 1972 [美]彼得· 圣吉(PeterM· Senge)著,第五项修炼—学习型 组织的艺术与实务,上海三联书店, 1998。