系統動力學方法

系統動力學方法是一種以反饋控制理論為基礎，以計算機模擬技術為手段，通常用以研究複雜的社會經濟系統的定量方法。自50年代中美國麻省理工學院地的福雷斯特教授創立以來，它已成功地尖用於企業、城市、地區、國家甚至世界規模的許多戰略與決策等分析中，被譽為“戰略與決策實驗室”。這種模型從本質上看是帶時間滯後的一階差微分方程，由於建模時藉助於“流圖”，其中“積累”、“流率”和其它輔助變數都具有明顯的物理意義，因此可以說是一種佈告同實際的建模方法。它與其它模型方法相比，具有下列特點：（1）適用於處理長期性和週期性的問題。如自然界的生態平衡、人的生命週期和社會問題中的經濟危機等都呈現週期性規律並需透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制作出了較為科學的解釋。（2）適用於對資料不足的問題進行研究。建模中常常遇到資料不足或某些資料難於量化的問題，系統動力學藉各要素間的因果關係及有限的資料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複雜的社會經濟問題。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資訊。（4）強調有條件預測。本方法強調產生結果的條件，採？quot；如果……則“的形式，對預測未來提供了新的手段。系統動力學的基本概念包括：（1）因果反饋。如果事件A（原因）引起事件B（結果），AB簡便形成因果關係。若A增加引起B增加，稱AB構成正因果關係；若A嗇 引起B減少，則負因果關係。兩個以上因果關係鏈首尾相連構成反饋迴路，亦分正、負反饋迴路。（2）積累。本法視社會經濟狀態變化為由許多參變數 組成的一種流，透過對流的研究來掌握系統性質和運動規律。流的規程量便是”積累“，用以描述系統狀態，系統輸入輸出流量之差為積累增量。”流率“表述流的活動狀態，亦稱決策函式，積累則是流的結果。任何決策過程均可用流的反饋迴路描述。（3）流圖。流圖由”積累“、”流率“、”物質流“、”資訊流“等符號構成，直觀形象地反映系統結構和動態特徵。某庫存系統的流圖如圖16-8。圖中，庫存量（L）和勞力（A）為積累變數，產出率（R1），發貨率（R2），僱用率（R3）為流速變數。可以根據流圖寫出系統動力學方程。如：積累（L）公式為：L=L0+（R1-R2）△t（4）延遲。任何決策實施均需一定時間，此現象即為延遲。圖上不易表述，通常用計算機程式中延遲指令來實現。（5）模擬語言。為使用方便，設計了DYNAM0專用語言，備有20多種函式，只需輸入系統動力學議程和必要引數，即可向使用者提供結果。系統動力學方法在我國已開始用於地區和國家級規劃模型，目前一些高等院校及專業學術團體正在進行研究和推廣應用。