系統動力學pdf

1. 系統動力學的理解

系統動力學對問題的理解，是基於系統行為與內在機制間的相互緊密的依賴關系，並且透過數學模型的建立與操弄的過程而獲得的，逐步發掘出產生變化形態的因、果關系，系統動力學稱之為結構。所謂結構是指一組環環相扣的行動或決策規則所構成的網路，例如指導組織成員每日行動與決策的一組相互關聯的准則、慣例或政策，這一組結構決定了組織行為的特性。構成系統動力學模式結構的主要元件包含下列幾項，「流」(flow)、「積量」(level)、「率量」 (rate)、「輔助變數」(auxiliary) (Forrester, 1961)。

2. 可不可以給我推薦幾本系統動力學優秀教材

1.《系統動力學教材》（修訂版） 作者 王其藩
pdf格式，全書內容都在里，有5個版本；
2.《系統工程理論》 作者 周德群 ；
3.《結構動力學及應用》作者 李耀庄、管品武

第一本比較受歡迎，但比較難找到，其他兩本可以一般在書店買到！

3. 系統動力學方法

系統動力學法（system dynamics，簡稱SD法）是一種連續型模擬模型，它具有下面的性質：①動態性：它強調系統是在不斷發展變化著的，SD方法就是在系統的動態變化中，跟蹤和模擬系統的發展和變化趨勢的；②反饋性：它強調系統內部的各種因素的相互依賴關系，在系統內部存在著多種反饋環，相互影響，相互制約；③整體性：它的基本出發點是強調「整體大於部分之和」，對於一個復雜的大系統，任何個別部分和個別因素的研究只能得到片面認識。

一、系統動力學與地下水資源管理

在水文地質學研究中，特別是進行水資源管理時，往往要強調系統性和整體性，如強調整個流域或盆地的水資源利用最優化，而不是局部的優化。水資源管理工作也具有反饋性。任何一個水資源管理方案都可能帶來兩方面的效應，那就是正效應和負效應。正效應包括滿足各方面的供水需求，帶來工農業生產的發展和繁榮等；負效應則可能是地下水位持續下降，不良水體入侵含水層，地面沉降，水資源枯竭和不同程度的生態環境惡化等。所以，水資源的管理應具有反饋性，應對管理方案所帶來的正效應和負效應進行評價、分析。必要時，對方案進行調整，直至最大限度地滿足供水要求，最小限度地影響環境，減少負效應。此外，水資源管理也具有動態性，無論水文地質條件還是整個地下水盆地或地下水系統都是隨時間而變化的。從系統的角度出發，地下水的補給、徑流、排泄由於受天然和人為因素的影響，輸入、輸出發生變化，從而導致整個系統發生變化。由於水資源管理中的上述性質，我們可以把SD方法應用到水資源管理中去。實際上，J.Forrester等於1968年已經把SD方法應用到與水資源規劃和管理有關的社會系統的模擬中。

二、SD方法原理

Forrester認為，系統是由三種變數組成的，即水平（狀態）、變數（level variable），速率變數和輔助變數（圖15-2）。這些變數可以被各種「線」相連形成「反饋循環」，而且這個「反饋循環」可以用描述系統的方程來表達。

現代水文地質學

式中：P·L——在現時的人口總數；

P·K——在前一時期K時的人口數；

BR·KL——從K到L時間內出生的人口。

用式（15-9）和式（15-10）可以描述圖15-3所示的過程。

在系統動力學方法中，「反饋循環（或迴路）」是構成系統的要素，也是最基本的元素。系統的動態性就是用這種「迴路」來體現的。而水平和速率則是「迴路」中兩種類型的變數，水平（狀態）和速率（作用）都是必不可少的，水平反映了系統的條件，速率導致了系統的動態變化。

4. 什麼叫系統動力學

系統動力學是由麻省理工學院(MIT）的Jay W.Forrester教授所創立的一門研究系統動態復雜性的科學。二十世紀七十年代末由一批學者引入中國，如上海的楊通誼先生和王其藩教授，浙江的許慶瑞教授，以及上海交大的吳建中教授等。該學科在研究復雜的非線性系統方面具有無可比擬的優勢，對於社會，經濟，商業，城市建設，乃至生物，醫療，環境保護等方面，都提出了具有洞察力的見解並做出巨大貢獻

5. 系統動力學的六種流

系統動力學將組織中的運作，以六種流來加以表示，包括訂單(order)流、人員(people)流、資金(money)流、設備(equipment)流、物料流 (material)與信息(information)流，這六種流歸納了組織運作所包含的基本結構。積量表示真實世界中，可隨時間遞移而累積或減少的事物，其中包含可見的，如存貨水平、人員數；與不可見的，如認知負荷的水平或壓力等，它代表了某一時點，環境變數的狀態，是模式中資訊的來源；率量表示某一個積量，在單位時間內量的變化速率，它可以是單純地表示增加、減少或是凈增加率，是資訊處理與轉換成行動的地方；輔助變數在模式中有三種涵意，資訊處理的中間過程、參數值、模式的輸入測試函數。其中，前兩種涵意都可視為率量變數的一部分。 系統動力學的建模基本單位－資訊回饋環路結構的基本組成是資訊回饋環路(information feedback loops)。環路是由現況、目標以及現況(積量)與目標間差距所產生的調節行動(率量)所構成的，環路行為的特性在消弭目標與現況間的差距，例如存貨的調節環路。除了目標追尋的負環外，還有一種具有自我增強(self-reinforced)的正回饋環路，即因果彼此相互增強的影響關系，系統的行為則是環路間彼此力量消長的過程。但除此之外結構還須包括時間滯延(time delay)的過程，如組織中不論是實體的過程例如生產、運輸、傳遞等，或是無形的過程例如決策過程，以及認知的過程等都存在著或長或短的時間延遲。系統動力學的建模過程，主要就是透過觀察系統內六種流的交互運作過程，討論不同流里，其積量的變化與影響積量的各種率量行為。

6. 系統動力學方法的主要特點

（1）適用於處理長期性和周期性的問題。如自然界的生態平衡、人的生命周期和社會問題中的經濟危機等都呈現周期性規律並需通過較長的歷史階段來觀察，已有不少系統動力學模型對其機製作出了較為科學的解釋。
（2）適用於對數據不足的問題進行研究。建模中常常遇到數據不足或某些數據難於量化的問題，系統動力學籍各要素間的因果關系及有限的數據及一定的結構仍可進行推算分析。
（3）適用於處理精度要求不高的復雜的社會經濟問題。上述總是常因描述方程是高階非線性動態的，應用一般數學方法很難求解。系統動力學則藉助於計算機及模擬技術仍能獲得主要信息。
（4）強調有條件預測。本方法強調產生結果的條件，採取「如果……則的形式，對預測未來提供了新的手段。

7. 系統動力學的介紹

系統動力學(簡稱SD—system dynamics)的出現於1956年，創始人為美國麻省理工學院(MIT)的福瑞斯特(J．W．Forrester)教授。系統動力學是福瑞斯特教授於1958年為分析生產管理及庫存管理等企業問題而提出的系統模擬方法，最初叫工業動態學。是一門分析研究信息反饋系統的學科，也是一門認識系統問題和解決系統問題的交叉綜合學科。從系統方法論來說：系統動力學是結構的方法、功能的方法和歷史的方法的統一。它基於系統論，吸收了控制論、資訊理論的精髓，是一門綜合自然科學和社會科學的橫向學科。系統動力學（system dynamics）運用「凡系統必有結構，系統結構決定系統功能」的系統科學思想，根據系統內部組成要素互為因果的反饋特點，從系統的內部結構來尋找問題發生的根源，而不是用外部的干擾或隨機事件來說明系統的行為性質。

8. 系統動力學的系統原理

聖吉的理論基礎，來源於他的導師佛里斯特提出的系統動力學（System Dynamics）。所謂系統動力學，就是對整體運作本質的思考方式，把結構的方法、功能的方法和歷史的方法融為一個整體，其目的在於提升人類組織的「群體智力」。它與混沌理論（Chaos Theory）和復雜性科學（Scienceof Complexity）所探討的內容相同。
佛里斯特在20世紀中期，對一系列社會經濟問題進行系統動力學的創造性研究，取得了令人矚目的成績。1958年，他發表的論文《工業動力學—決策的一個重要突破口》，首次把系統動力學運用於工業研究；1965年，他又發表論文《企業的新設計》，進一步深化了系統動力學在工業中的運用；1968年，他出版的《系統原理》一書，全面論述了系統動力學的基本原理和方法，至此，系統動力學從理論上整體完成；1971年，他又把研究的對象延伸到了世界范圍，出版《世界動力學》一書，提出了研究全球發展問題的「世界模型」（WorldModel）。
眾所周知，在20世紀60～70年代，羅馬俱樂部曾經探討過人類目前及未來所面臨的困境，並提出了「增長的極限」這一重要理念。結果他們發現問題太過復雜，根本無法思考。最後佛里斯特運用他的系統動力學理論，以五個重要因素建立了系統動力模擬的「世界模型Ⅱ」。《增長的極限》這本探討人類困境的未來學著作，就是佛里斯特的弟子梅多斯（D.H.Meadows）等人完成的，其中進一步提出了更為細致的「世界模型Ⅲ」。這兩個模型在世界范圍內引起了極大的反響。繼「世界模型」之後，佛里斯特等又開始進行歷時十多年的美國「國家模型」研究，運用他的方法，在宏觀經濟學和微觀經濟學之間架起了橋梁。
系統動力學是在總結運籌學的基礎上，為適應現代社會系統的管理需要而發展起來的。它不是依據抽象的假設，而是以現實世界的存在為前提，不追求「最佳解」，而是從整體出發尋求改善系統行為的機會和途徑。從技巧上說，它不是依據數學邏輯的推演而獲得答案，而是依據對系統的實際觀測信息建立動態的模擬模型，並通過計算機試驗來獲得對系統未來行為的描述。簡單而言，「系統動力學是研究社會系統動態行為的計算機模擬方法」。具體而言，系統動力學包括如下幾點。①系統動力學將生命系統和非生命系統都作為信息反饋系統來研究，並且認為，在每個系統之中都存在著信息反饋機制，而這恰恰是控制論的重要觀點，所以，系統動力學是以控制論為理論基礎的；②系統動力學把研究對象劃分為若乾子系統，並且建立起各個子系統之間的因果關系網路，立足於整體以及整體之間的關系研究，以整體觀替代傳統的元素觀；③系統動力學的研究方法是建立計算機模擬模型—流圖和構造方程式，實行計算機模擬試驗，驗證模型的有效性，為戰略與決策的制定提供依據。
作為佛里斯特的弟子，聖吉的「第五項修煉」採取了系統動力學的哲學理念，但大大簡化了系統的模型結構（聖吉的著作中，所謂模型，往往是一個非常簡單的環狀反饋示意圖），而且把直覺、感悟和意念引入思考方式。這樣，他把艱深的系統動力學轉變為人人易懂的系統思考，並在企業組織中實踐和推廣。
聖吉的「組織學習實驗室」，實際上就是一個簡化並壓縮了的系統動力模擬實驗，他稱之為「微世界」（Microworld）。在這里，進行「修煉」的經理可以嘗試各種可能的構想、策略所發生的情景變化，以及其中可能出現的各種搭配。聖吉將這里視為組織創造與學習的演練場。在這種實驗室中，可以把長期的演變發展過程加以「壓縮」觀察，進而尋求解決之道，也可以用於許多與人有關的變數研究。其最終目的，正如聖吉自己比喻的那樣，類似於孩子游戲，通過蹺蹺板學習杠桿原理，通過盪鞦韆學習鍾擺原理，通過「過家家」掌握社會系統。
20世紀涌現出了許多新的管理思想，聖吉提出的第五項修煉是比較特別的一種。其特別之處就在於它專注於復雜現象背後的整體和本質，並尋求問題的「真解」。聖吉的五項修煉是一個系統思考的整體。所謂「修煉」，不僅僅是一種技術訓練，更是一種理念培養。系統思考有助於將五項修煉更好地結合起來，探究各項修煉之間的互動關系，並不斷探究如何使整體效用發揮到最大。五項修煉的真正目的，在於實現個人與組織之間的和諧，並最終促進人的發展和價值的真正實現。
聖吉的組織修煉思想與方法，一方面在許多企業中得到推廣運用，另一方面也受到了許多管理學家的質疑。其中，最重要的就是羅伯特·路易斯·佛勒德（RobertLouisFlood）的《反思第五項修煉》（有中信出版社和廣西師大出版社兩個漢譯版本）。佛勒德也是從系統思維出發，但他認為聖吉的思考過於狹隘。佛勒德對聖吉的挑戰是從下列觀點展開的：在貌似難以捉摸的復雜性之下，存在著一種潛在的秩序，這種秩序毋寧說隱含著簡單性。運用開放系統理論，完全可以了解這種秩序。由此，他對聖吉的觀點進行了修正，以求提高人類應對復雜世界的能力，這種修正的最終目標是，對不可管理的事物實施管理，對不可組織的事物進行組織，對不可了解的事物加以了解。當然，這種批評是對聖吉的延伸和矯正，而不是對聖吉的否定。掌握這種批評，有助於人們更好地認識聖吉的思想。

9. 學習系統動力學看哪本教材好呢

1.《系統動力學教材》（修訂版） 作者 王其藩
pdf格式，全書內容都在里，有5個版本；
2.《系統工程理論》 作者 周德群 ；
3.《結構動力學及應用》作者 李耀庄、管品武