系统动力学与第五项修炼.ppt

1,系统动力学与第五项修炼,复旦大学、同济大学 王其藩 2006年9月,-2-,系统动力学（SD）的起源,System dynamics was created during the mid-1950s by Professor Jay W. Forrester of the Massachusetts Institute of Technology.,-3-,Prof. Jay W. Forrester,Industrial Dynamics, 1961 Principles of Systems, 1968 Urban Dynamics, 1969 World Dynamics, 1971 The Bullwhip Effect,-4-,复杂性研究的几个学派,SD从60年代对社会经济复杂系统的研究 世界模型;企业模型;城市模型. 学习型组织, SFI 的复杂自适应系统理论 (CAS) 经济系统: 生命系统,-5-,SD对于社会经济系统的理论与方法与工具 -1,系统动力学主要是一种研究社会、经济、生态系统的理论与方法；而对于社会经济系统本身的基本知识，则主要依赖于现有的社会经济理论。 从系统科学角度看，系统动力学将社会经济系统看成一个高阶次、多重反馈回路（其中总是存在少量变动的主导回路）、高度非线性的复杂系统。,-6-,SD对于社会经济系统的理论与方法与工具 -2,系统动力学的基本思想是：系统内部结构及其变动主要地决定功能与行为。 系统动力学的理论基础是反馈理论、控制理论、信息论、非线性理论和大系统理论等。从本质上，系统动力学模型一般等价于一组非线性偏微分方程组。,-7-,SD对于社会经济系统的理论与方法与工具 -3,系统动力学具有规范与标准的建模方法，规范与标准的计算机模拟软件来支持建摸与模拟。 系统动力学的模拟软件，已经有几代的发展，已非常成熟易用。 Dynamo Vensin, Powersim,-8-,SD方法与SFI比较,SFI对于社会经济系统地认识，更加符合系统演进的现状;CAS是一种先进的思想方法。 基于结构决定行为假设, SD模拟前须建立系统结构, 因此无法预测或模拟系统结构的演进.而SFI方法的特点是能够模拟新结构的涌现. 经历多年发展，SD是一个具有完备理论，统一的方法工具。而SFI目前理论与方法尚在发展中，模拟的工具不完善。 对于具体的复杂性系统研究,SD有大量的模型实例;但SFI研究也有针对的具体问题.,-9-,例1: SD用于两产业经济演进,-10-,例2: SD简化国家模型研究,-11-,系统动力学对社会经济复杂系统研究的方法框架 -1,从要解决的问题出发，对于目标系统进行深入的系统思考.对现实系统进行抽象与简化，抓住要点。 分析目标系统的结构，分解各个子系统，研究各个子系统之间的相互作用。 借鉴SFI方法，分析系统结构的可能演化模式。 进行因果关系及反馈回路的分析，建立反馈回路图，识别状态变量与普通变量。,-12-,系统动力学对社会经济复杂系统研究的方法框架 -2,综合用运多种方法，以系统动力学为主，建立模型 分析变量之间的关系，确定相关参数，建立系统动力学方程。计量经济学方法确定有关参数。对于系统层次的数量关系，可以用层次分析方法建立。 对于某些复杂性子系统，就可以建立非系统动力学模型，而通过调用实现与系统动力学模型的结合。,-13-,系统动力学对社会经济复杂系统研究的方法框架 -3,进行模型的模拟实验 进行具体的模拟计算，同时对于模拟结果进行真实性检验。并调整参数，直到符合真实性检验的要求。这时候，对于调用的其他模型，也要同时进行统一的分析。 进行各种策略与政策分析。 分析模拟结果，获得有意义社会经济学结论,-14-,系统动力学对社会经济复杂系统研究的方法框架 -4,总之，这一方法的基本思路是，从对于问题的系统思考出发，定性分析与定量结合，以系统动力学方法为主结合多种方法，建立综合的模型，进行计算机模拟与分析，并进行真实性检验和与实际社会经济系统对照，获得有意义的社会经济学结论。,-15-,第五项修炼 彼得.圣吉,-16-,Dr. Peter Senge,The Fifth Discipline: the Art and Practice of the Learning Organization, 1990,-17-,The five disciplines,Systems thinking Personal mastery Mental models Building shared vision Team learning,-18-,Systems Archetypes,1. Balancing Process with Delay 2. Limits to Growth 3a. Shifting the Burden 3b. Shifting the Burden to the Intervenor 4. Eroding Goals 5. Escalation 6. Success to the Successful 7. Tragedy of the Commons 8. Fixes that Fail 9. Growth and Underinvestment,-19-,Prof. John Sterman,Business Dynamics: System Thinking and Modeling for a