系統動力學

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系統動力學(System Dynamics)

目錄

什麼是系統動力學

  系統動力學(System Dynamics)以系統思考為理論基礎,但更進一步,融進了電腦模擬模型。 系統動力學研究起源於美國麻省理工學院Jay W. Forrester教授的名著《工業動力學》。由於初期它主要應用於工業企業管理,故稱為“工業動力學;後來,隨著該學科的發展,其應用範圍日益擴大,遍及經濟社會等各類系統,故改稱為系統動力學。

系統動力學的產生與發展

  系統動力學創始於1956年,在20世紀50年代末成為一門獨立完整的學科,其創始者為美國麻省理工學院福瑞斯特(Forrester J. W.)教授。

  20世紀50年代後期,系統動力學逐步發展成為一門新的領域。初期它主要應用受工業企業管理,處理諸如生產與雇員情況的變動,市場股票與市場增長的不穩定性等問題。此學科早期的稱呼——“工業動力學”即因此而得名。而後,系統動力學的應用範圍日益擴大,從民用到軍用;從科研、設計工作的管理到城市擺脫停滯與衰退的決策;從世界面臨指數式增長的威脅與資源儲量日益殆盡的危機道檢驗糖尿病的病理假設,應用範圍非常廣泛。

  20世紀60年代是系統動力學成長的重要時期,一批代表這一階段理論與應用研究成果水平的論著問世。福瑞斯特教授發表於1961年的《工業動力學》(Industrial Dynamics)已成為本科學的經典著作,它闡明瞭系統動力學的原理與典型應用。《系統原理》(Principles of Systems,1968)一書側重介紹了系統的基本結構。《城市動力學》(Urban Dynamics,1969)則總結了美國城市興衰問題的理論與應用研究的成果。

  20世紀70年代系統動力學進入蓬勃發展時期,由羅馬俱樂部提供財政支持,以Meadows為首的國際研究小組所承擔的世界模型研究課題,研究了世界範圍的人口、資源、工農業和環境污染諸因素的相互關係,以及產生後果的各種可能性。而以福瑞斯特教授為首的美國國家模型研究小組,將美國的社會經濟作為一個整體,成功地研究了通貨膨脹失業等社會經濟問題,第一次從理論上闡述了經濟學家長期爭論不休的經濟長波產生和機制。

  這一成就受到西方的重視,也使系統動力學於20世紀80年代初在理論和應用研究兩方面都取得了飛躍地進展,達到了更成熟的階段。目前系統動力學正處在一個蓬勃發展的時機,其自身的理論、方法和模型體系仍在深度和廣度上發展進化。

系統動力學法的步驟

  1. 找出問題,

  2. 對問題產生的原因形成動態假設(Dynamic Hypothsis),

  3. 從問題根源出發,建立電腦模擬模型系統。

  4. 對模型進行測試,確保現實中的行為能夠再現於電腦模型系統,

  5. 設計、測試各選擇性方案,減少問題。

  6. 實施方案。

  通常,這些步驟在執行過程中需要不斷回顧和提煉,有時候需要回到上一步去。 例如,第一步找出的問題,到了後來也許會發現只是一個更為嚴重問題的徵兆而已。

系統動力學的應用

  • 戰略和企業規劃
  • 公共管理與政策制定
  • 生物和醫學模型
  • 能源與環境
  • 動態決策
  • 複雜的非線性動力學
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