教学要求
教学重点及难点
因果关系图及流图的绘制 DYNAMO仿真
1.熟悉系统仿真的相关概念 2.掌握系统动力学建模的原理、方 法及步骤 3.熟悉应用STELLA进行系统仿真
一.系统仿真及系统动力学概述
（一）概念及作用
1.基本概念 所谓系统仿真，就是根据系统分析的目的，
在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上， 建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定 逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验 或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
主 要功能。
(3)仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变 及其发展过程。
3、系统仿真的作用
(1)仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收 集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问 题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意 的方法。
(2)对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统， 可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等 系统问题。
（三）系统动力学的发展及特点
1、由来与发展
▪系统动力学(System Dynamics,简称SD)是美国麻省 理工学院福雷斯特(J．w．Forrester)教授提出来的 研究系统动态行为的一种计算机仿真技术。
1、背景
1956年至 60年代初60年代初 至Fra bibliotek70年代初
70年代初 至
80年代
80年代以 来
实际系统 建模
模型
计算机 仿真
2、系统仿真的实质
(1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。 尤其当系统无法通过建立数学模型求解时， 仿真技术能有效地来处理。
(2)仿真是一种人为的试验手段。它和现实系统 实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环 境，而是作为实际系统映象的系统模型以及 相应的“人造”环境下进行的。这是仿真的
(3)通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶 成若干子系统以便于分析。
(4)通过系统仿真，能启发新的思想或产生新 的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一 些问题，以便及时解决。
（二）系统仿真方法
系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和 量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上 编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。
出版了《增长的极限》（即《米都斯报告》）、《重建国际
秩序》、《走出浪费的时代》、《人类的目的》、《学无止 境》、《第三世界：世界的四分之三》、《关于财富和福利 的对话》、《走向未来的道路图》等著作。
The Limits to Growth
• 简介：地球是人类目前唯一赖以身存的星球， 但是，人类的发展却总是给滋养哺育他的大 地带来无尽的折磨和无法修复的毁坏。全球 气候变暖、海平面上升、人口的暴涨、土地 沙漠化……种种迹象表明，人类正在为自己 的所作所为付出代价。增长的极限曾经是遥 远的未来，但今天它们已经广泛存在。崩溃 的概念曾经被认为是不可思议的，但今天它 已经进入公众的谈论话题……
– (WORLDⅡ— “World Dynamics,1971,Forester”;
– WORLD Ⅲ -- “ The Limits to Growth,D. Meadows,1972”,和“Toward Global Equilibrium D.Meadows,1974” 走向全球平衡) 。这些成果引起了 一场令人瞩目、旷日持久的论战。系统动力学正是在 这一番论战中，加速壮大成熟起来。
由于连续系统和离散(事件)系统的数学模型 有很大差别，所以系统仿真方法基本上分为两 大类，即连续系统仿真方法和离散系统仿真方 法。
在以上两类基本方法的基础上，还有一些用
于系统(特别是社会经济和管理系统)仿真的特 殊而有效的方法，如系统动力学方法、蒙特卡 洛法等。
系统动力学方法通过建立系统动力学模型 (流图等)、利用DYNAMO仿真语言在计算机上 实现对真实系统的仿真实验，从而研究系统结 构、功能和行为之间的动态关系。
系统工程
（Systems Engineering SE）
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第四章 系统仿真及系统动力学方法
1.系统仿真概述 2.系统动力学结构模型化原理 3.基本反馈回路的DYNAMO仿真分析 4.系统动力学模拟步骤 5.常用软件
教学内容
1.系统仿真概述 2.系统动力学结构模型化原理 3. DYNAMO仿真分析
The Limits to Growth
• 本书可以说是第一次向人们展示了在一 个有限的星球上无止境地追求增长所带来的 后果。这本震惊了世界并畅销全球的书，在 今天，带着30年来新增的数据，再次就人类 对气候、水质、鱼类、森林和其他濒危资源 的破坏敲晌了警钟。
– 第二次挑战(70年代初到80年代中)：Forrester 教授在多 方资助之下开始研究美国全国模型，解开了一些在经济方 面长期存在、令经济学家困惑不解的疑团。
SD成为一种重要的系统工程方法论和重要的 模型方法。尤其是随着国内外管理界对学习 型组织的关注,SD思想和方法的生命力更为 强劲。
系统动力学发展
• 20世纪70年代以来，SD经历的两次严峻挑战
– 第一次挑战(70年代中前期)：70年代初，来自26个国 家的75名科学家的罗马俱乐部困惑于世界面临人口增 长与资源日渐枯竭的前景。鉴于当时一些惯用的工具 难以胜任对此复杂问题的研究，于是寄希望于刚刚兴 起的系统动力学方法。主要标志是两个世界模型 (WORLDⅡ，Ⅲ ）：
– 罗马俱乐部：国际性的未来学研究团体。1968年4月在意大 利经济学家A.佩切伊和英国科学家A.金倡议下，于罗马成立。 宗旨是研究未来的科学技术革命对人类发展的影响，阐明人 类面临的主要困难以引起政策制订者和舆论注意。 会员限 300名。现有100多名国际上著名的学者和社会活动家为个人 会员。每年召开一次大会 ，并经常召开国际性学术会议 。
SD的出现始于1956年，主要应用于工业企业 管理，并创立了“Industrial Dynamics” (1959)
SD思想和方法的应用范围日益扩大。 “Principles of Systems”(1968)，“ Urban Dynamics”(1969)的出现.
1972年美国MIT的J.W.Forrester正式提出 “Systems Dynamics”。 经历了两次严峻的 挑战。