系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim建模與模擬技術(shù)培訓(xùn)

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim

建模與模擬技術(shù)主要內(nèi)容系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡介Vensim軟件簡介系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim建模根底簡單系統(tǒng)與行為模式系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim函數(shù)介紹Vensim高級建模與模擬技術(shù)(I)復(fù)雜系統(tǒng)及行為Vensim高級建模與模擬技術(shù)(II)建?；?dòng)交流(1)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡介系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開展歷史系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)主要應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)科根底系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模根本過程(2)Vensim軟件簡介軟件配置根本功能用戶界面模型庫及輔助知識(3)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim建模根底因果鏈與反響因果回路圖構(gòu)建流圖構(gòu)建(4)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim建模根底變量與方程構(gòu)建根本模擬及分析復(fù)合模擬〔SyntheSim〕例子:生產(chǎn)庫存與銷售系統(tǒng)(5)簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為二階系統(tǒng)系統(tǒng)及行為(6)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim函數(shù)介紹函數(shù)類型延遲函數(shù),平滑函數(shù),表函數(shù)主要內(nèi)容(7)Vensim高級建模與模擬技術(shù)

多視圖技術(shù)Vensim游戲(Game)功能使用分析工具定制模擬結(jié)果輸入輸出控制外部數(shù)據(jù)的使用下標(biāo)變量或數(shù)組變量的使用使用案例：簡單城市模型(8)復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)分析方法基模與共性結(jié)構(gòu)(9)Vensim高級建模與模擬技術(shù)敏感性測試模型刻度與政策最優(yōu)化真實(shí)性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)布Vensim其他高級功能簡介(10)建?；?dòng)交流牛鞭效應(yīng)主要內(nèi)容系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡介系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開展歷史系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)主要應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本觀點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)科根底系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模根本過程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開展歷史MIT和福瑞斯特〔JayW.Forrester〕1950~60年代SD誕生工業(yè)動(dòng)力學(xué)、城市動(dòng)力學(xué)1970~80年代開展成熟世界動(dòng)力學(xué)、經(jīng)濟(jì)長波模型1990~廣泛應(yīng)用與傳播第五項(xiàng)修煉——學(xué)習(xí)型組織中國的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開展楊通誼教授王其藩教授許慶瑞教授系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域

宏觀經(jīng)濟(jì)企業(yè)管理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的根本觀點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一門基于系統(tǒng)論，吸取反響理論與信息論等，并借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的交叉學(xué)科。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)能定性與定量地分析研究系統(tǒng)，從系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)入手建模，構(gòu)造系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而模擬與分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。系統(tǒng)的行為由其結(jié)構(gòu)和功能所決定?！胺错懆暰褪切畔⒌膫鬏斉c回授。顧名思義，反響的重點(diǎn)應(yīng)在于〞回授’’即“反〞字上。反響的概念是普遍存在的。比方，空調(diào)設(shè)備是人們所熟知的，為了維持室內(nèi)的溫度，需要由熱敏器件組成的溫度繼電器與冷卻(或加熱)系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行。由前者擔(dān)負(fù)室內(nèi)溫度的檢測，并與給定的期望室溫加以比較，然后把信息饋送至控制器，使冷卻(或加熱)器的作用在最大與關(guān)停之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)控制室溫的目的。其中溫度繼電器就是反響器件，上述的信息饋送過程就是信息反響作用。系統(tǒng)及其構(gòu)成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：一個(gè)由相互區(qū)別、相互作用的各局部有機(jī)地聯(lián)結(jié)一起，為同一目的而完成某種功能的集合體。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是認(rèn)識系統(tǒng)問題和解決系統(tǒng)問題的有效工具之一。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：所謂結(jié)構(gòu)是指單元的秩序。它包含兩層意思，首先是指組成系統(tǒng)的各單元，其次是指諸單元間的作用與關(guān)系。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)志著系統(tǒng)構(gòu)成的特征。例：系統(tǒng)建模中對問題的分解〔結(jié)構(gòu)建構(gòu)〕系統(tǒng)分析中的共性結(jié)構(gòu)分析復(fù)雜模型的基模研究系統(tǒng)及其構(gòu)成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及其構(gòu)成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的兩個(gè)重要原理分解原理目標(biāo)、邊界、框架和結(jié)構(gòu)確定分析維度和視角〔自然科學(xué)與社會科學(xué)的區(qū)分〕由粗到細(xì)〔至上而下〕逐步分解〔結(jié)構(gòu)演進(jìn)〕綜合原理分解的逆過程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)SD研究的對象主要是社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)SD分析與解決問題的方法不是建立一組微分方程去求解，而是分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：劃分子系統(tǒng)分析變量之間的相互作用：因果關(guān)系區(qū)分速率變量，狀態(tài)變量，輔助變量，研究反響關(guān)系。通過建立直觀的模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，而解決問題。事件—行為模式—系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定行為行為模式，行為模式?jīng)Q定具體事件，因此解決問題的根本出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)能解決微分方程組方法難以解決的復(fù)雜非線性系統(tǒng)問題。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的學(xué)科根底系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的學(xué)科根底可劃分為三個(gè)層次：方法論。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法論是系統(tǒng)方法論，其根本原那么是將所研究對象置于系統(tǒng)的形式中加以考察。系統(tǒng)方法論目前還不很完善，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自身的開展也將會豐富、充實(shí)系統(tǒng)方法論。技術(shù)科學(xué)和根底理論。主要有反響理論、控制理論、控制論、信息淪、非線性系統(tǒng)理論，大系統(tǒng)理論和正在開展中的系統(tǒng)學(xué)。應(yīng)用技術(shù)——第三層次。為了使系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論與方法能真正用于分析研究實(shí)際系統(tǒng)，使系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型成為實(shí)際系統(tǒng)的“實(shí)驗(yàn)室〞，必須借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建?？蚣芎徒Y(jié)構(gòu)策略的執(zhí)行對一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識問題的定義策略分析計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)的概念化模型的建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)解決問題的一般過程提出問題：明確建立模型的目的。即要明確要研究和解決什么問題。參考行為模式分析：分析系統(tǒng)的事件，及實(shí)際存在的行為模式，提出設(shè)想和期望的系統(tǒng)行為模式。作為改善和調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。提出假設(shè)建立模型：由行為模式，提出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)假設(shè)。由假設(shè)出發(fā)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的因果關(guān)系圖，流圖，并列出方程，定義參數(shù)。從而將一系列的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)假設(shè)，表示成了清晰的數(shù)學(xué)關(guān)系集合。模型模擬：調(diào)整參數(shù)，運(yùn)行模型，產(chǎn)生行為模式。建立好的模型是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，可以由試驗(yàn)參數(shù)和結(jié)構(gòu)的變化理解結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)行為模式的關(guān)系。提出問題參考行為模式分析提出假設(shè)建立模型模型模擬得到結(jié)論系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模流程任務(wù)調(diào)研問題定義劃定界限反饋結(jié)構(gòu)分析變量定義建立方程模型模擬模型評估政策分析與模型使用建立模型系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)分析修改模型根據(jù)分解原理系統(tǒng)S劃分成假設(shè)干個(gè)(p個(gè))相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)(子結(jié)構(gòu))St。式中：S——代表整個(gè)系統(tǒng)；Si——代表子系統(tǒng)，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)描述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)描述數(shù)學(xué)描述如下：

·式中：L——狀態(tài)變量向量；R——速率變量向量；A——輔助變量向量；L——純速率變量向量；P——轉(zhuǎn)移矩陣；W——關(guān)系矩陣。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的系統(tǒng)(System)觀點(diǎn)根底

系統(tǒng)可以用一組隨時(shí)間變化的狀態(tài)變量X=(x1,x2,..n)描述：系統(tǒng)的相空間系統(tǒng)有一定的輸入：U=(u1,u2,..,um)：控制量系統(tǒng)是通過相互作用而開展變化的：X’=f(X,U,t)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，最小的子系統(tǒng)是一階反響回路，它包含：狀態(tài)量，速率量，及輔助變量，是一個(gè)多元一階微分方程系統(tǒng)的未來開展取決于其結(jié)構(gòu)及初始條件:U,f(X,U,t))系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型，相當(dāng)于這組微分方程組：X’=f(X,U,t)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)根底數(shù)學(xué)在系統(tǒng)模擬中的作用數(shù)學(xué)工具選擇的指導(dǎo)思想〔以模擬為主、演繹為輔〕模型的精度與控制〔社會復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用中建模與本錢控制〕線性微分方程解的相關(guān)理論與建模的內(nèi)在關(guān)系解的存在性與結(jié)構(gòu)〔模型的數(shù)值解、點(diǎn)與面的關(guān)系、局部與整體〕解的穩(wěn)定性〔收斂、均衡、臨界點(diǎn)〕Robust魯棒〔樂百氏〕與模型的穩(wěn)定性〔強(qiáng)壯性〕系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基模分析舉例經(jīng)濟(jì)長波模型——方程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基模分析舉例經(jīng)濟(jì)長波模型——分析〔均衡實(shí)驗(yàn)〕Vensim軟件簡介Vensim的歷史Vensim軟件的版本Vensim軟件的功能Vensim軟件的界面Vensim軟件知識與資源Vensim軟件的歷史Vensim軟件的歷史VentanaSystems,Inc.成立于1985年，Harvard,MassachusettsVensim軟件開發(fā)于1988年1993年Vensim1.50為一個(gè)穩(wěn)定版本Vensim1.62發(fā)布于1995Vensim3.0發(fā)布于1997Vensim4發(fā)布于1999Vensim4.1，4.2發(fā)布于2000Vensim5發(fā)布于2002.Vensim5.3發(fā)布于2004Vensim5.5發(fā)布于2005Vensim5.6發(fā)布于2006Vensim5.7a發(fā)布于2021Vensim軟件的歷史Vensim專利技術(shù)CausalTracing?

SubscriptingOptimizationVenappFlightSimulators(LearningEnvironments)ResourceAllocationalgorithm(ALLOCP)RealityCheck主要開發(fā)者：BobEberleinPh.DinMIT前國際系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)會主席2007國際系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)大會主席Vensim軟件功能VensimPLE個(gè)人學(xué)習(xí)版。具有一般建模模擬功能，多視窗,原因追蹤,

復(fù)合模擬等功能。對教育機(jī)構(gòu)免費(fèi)。VensimPLEPlus除具有PLEPlus功能外,具有MonteCarlo靈敏度測試,輸入輸出控制等.

VensimProfessional除具有PLEPlus功能外,具有真實(shí)性測試，靈敏度測試，模型優(yōu)化，方程文本編輯，下標(biāo)變量等高級功能

VensimDSS具有模擬飛行器開發(fā)，宏定義及外部函數(shù)引用，通過DLL與其他程序交互。VensimModelReader供無Vensim及高版本的人者閱讀，運(yùn)行和分析模型。但是不能修改模型。免費(fèi)MoleculesVenappsVensim軟件的界面標(biāo)題欄：TitelBar菜單欄:Menu工具欄:ToolsBarMainToolsSimulationToolsAnalysisToolsSketchTools

狀態(tài)欄:StatusBar流圖區(qū)Vensim軟件的界面工具欄主工具M(jìn)ainTools繪圖工具SketchToolsLock:圖形鎖定Move/Size:移動(dòng)Variable:創(chuàng)立變量BoxVariable:用創(chuàng)立狀態(tài)變量Arrow:創(chuàng)立箭頭。Rate:建立速率變量Merge:合并變量Delete:刪除模型的結(jié)構(gòu),變量及注釋。ModelVariable:在圖形中加進(jìn)已存在模型變量和引起變量原因。ShadowVariable:在圖形中加進(jìn)已存在模型變量作為影子變量InputOutputObject:在圖形中增加輸入滑動(dòng)器和輸出曲線圖及圖表。

SketchComment:對圖表增加注釋和圖片。UnhideWand:在圖表中顯示被隱藏的變量HideWand:在圖表中隱藏某變量Equations:使用方程編輯器創(chuàng)立模型方程ReferenceModel:繪制與編輯參考模型Vensim軟件的界面工具欄模擬工具SimulationToolsControl:模擬控制Setupasimulation:建立模擬RunName:數(shù)據(jù)集名稱ChooseRunname:選擇數(shù)據(jù)集名稱Simulate:模擬SyntheSim:符合模擬Game:游戲Sensitivity:靈敏度測試Optimize:優(yōu)化RealityCheck:真實(shí)性檢驗(yàn)BuildWindows:切換到建模窗口OutputWindows:切換到輸出窗口ControlPanel:控制窗口Subscrip:下標(biāo)變量分析工具AnalysisTools靜態(tài)分析數(shù)據(jù)集分析Vensim軟件的界面工具欄分析工具AnalysisTools結(jié)構(gòu)分析工具原因樹使用樹回路圖文檔數(shù)據(jù)分析工具原因帶狀圖曲線圖靈敏性曲線圖條線圖表格運(yùn)行比較統(tǒng)計(jì)表其他工具單元檢查方程式編輯器Venapp編輯器文本編輯器系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim軟件的資源Vensim軟件相關(guān)軟件中附帶手冊：在線手冊及PDFs文件VensimUserGuideVensimModelingGuideVensimReferenceManualVensimDSSReferenceSupplement軟件中附帶有關(guān)模型Vesim\models\guideVesim\models\mguideVesim\models\sampleVensim網(wǎng)站：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim建模根底系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模階段劃分系統(tǒng)框圖因果回路圖構(gòu)建因果鏈與反響分析模型流圖構(gòu)建方程建立模型模擬復(fù)合模擬系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模的階段劃分

建模流程可分為三個(gè)階段初期〔系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)分析〕中期〔初步建立模型〕后期〔完成模型調(diào)試〕任務(wù)調(diào)研問題定義劃定界限反饋結(jié)構(gòu)分析變量定義建立方程模型模擬模型評估政策分析與模型使用建立模型系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)分析修改模型建模初期的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)建模初期有四個(gè)重要環(huán)節(jié)：系統(tǒng)框圖因果回路圖構(gòu)建因果鏈與反響分析模型流圖構(gòu)建系統(tǒng)框圖〔分解的結(jié)果〕建模的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性構(gòu)建〔系統(tǒng)分析的結(jié)果〕交通運(yùn)輸子塊生產(chǎn)資料生產(chǎn)子塊能源子塊資本積累子塊污染子塊國民收入與分配子塊消費(fèi)資料生產(chǎn)子塊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力子塊非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力子塊科技子塊人口子塊教育子塊全國社會經(jīng)濟(jì)模型框圖

因果鏈與反響因果鏈與反響〔微觀層面的分析〕因果鏈與反響分析的時(shí)機(jī)因果與相互關(guān)系回路圖往往用于以下兩個(gè)方面：〔1〕構(gòu)思模型的初始階段；〔2〕非技術(shù)性地、直觀地描述模型結(jié)構(gòu)，便于與建模的相關(guān)人員交流討論。因果鏈與反響分析較之于“頭腦風(fēng)暴〞更系統(tǒng)、具體和專業(yè)因果鏈與反響分析較之于“SWOT〞方法更具連續(xù)性〔有利于數(shù)學(xué)建?！骋蚬芈穲D構(gòu)建〔分析的根本技巧〕因果鏈與反響分析需要注意的幾點(diǎn)反響結(jié)構(gòu)應(yīng)形成閉合回路，以下圖的結(jié)構(gòu)是開環(huán)回路。因果回路圖構(gòu)建〔分析的根本技巧〕因果鏈與反響分析需要注意的幾點(diǎn)在因果與相互關(guān)系圖中采用名詞或名詞的短語，不用動(dòng)詞。變量之間的影響與作用以帶箭頭的因果鏈表示。左圖是錯(cuò)誤的，右圖才是正確的；因果回路圖分析〔分析的根本技巧〕因果鏈極性因果鏈A→+B：連接A與B的因果鏈取正號，〔1〕假設(shè)增加A使B也增加，或〔2〕假設(shè)A的變化使B在同一方向上發(fā)生變化。因果鏈A→-B：連接A與B的因果鏈取負(fù)號，〔1〕假設(shè)A的增加使B減少，或〔2〕假設(shè)A的變化使B在相反方向上發(fā)生變化。因果回路圖分析因果回路圖分析〔分析的根本技巧〕確定回路極性的一般原那么〔1〕假設(shè)反響回路包含偶數(shù)個(gè)負(fù)的因果鏈，那么其極性為正；〔2〕假設(shè)反響回路包含奇數(shù)個(gè)負(fù)的因果鏈，那么其極性為負(fù)。流圖構(gòu)建〔模型的實(shí)質(zhì)性〕系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為反響系統(tǒng)中包含連續(xù)的，類似流體流動(dòng)與積累過程。速率或稱變化率，隨著時(shí)間的推移，使?fàn)顟B(tài)變量的值增或減。流圖構(gòu)建流圖構(gòu)建例變量與方程建立變量狀態(tài)變量Level或積分量速率變量是單位時(shí)間變化量輔助變量是單位時(shí)間變化量應(yīng)用例舉〔庫存與勞動(dòng)力模型〕確定問題問題的定義參考模式構(gòu)模目的與使用模型的用戶持點(diǎn)〔關(guān)注兩者的變化關(guān)系〕模型結(jié)構(gòu)的構(gòu)思系統(tǒng)的界限〔庫存、勞動(dòng)力〕系統(tǒng)的反響結(jié)構(gòu)〔以庫存和勞動(dòng)力為主的因果反響回路分析〕反響結(jié)構(gòu)流圖與建立模型的方程式應(yīng)用例舉〔庫存與勞動(dòng)力模型〕系統(tǒng)的界限〔庫存、勞動(dòng)力〕庫存勞動(dòng)力銷售生產(chǎn)能力應(yīng)用例舉庫存與勞動(dòng)力模型系統(tǒng)的反響結(jié)構(gòu)應(yīng)用例舉庫存與勞動(dòng)力模型復(fù)合模擬〔SyntheSim〕復(fù)合模擬〔SyntheSim〕應(yīng)用例舉〔庫存與勞動(dòng)力模型〕庫存與勞動(dòng)力模型方程01

FINALTIME=100 Units:Month Thefinaltimeforthesimulation.07

勞動(dòng)力

=INTEG(純雇用率,目標(biāo)勞動(dòng)力) Units:Person02

INITIALTIME=0 Units:Month Theinitialtimeforthesimulation08

勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間

=3 Units:Month03

SAVEPER=TIMESTEP Units:MonthThefrequencywithwhichoutputisstored09

庫存

=INTEG(產(chǎn)品生產(chǎn)率-產(chǎn)品銷售率,300) Units:Widget04

TIMESTEP=1 Units:Month Thetimestepforthesimulation10

庫存周期

=3 Units:Month05

產(chǎn)品生產(chǎn)率=勞動(dòng)力*生產(chǎn)能力 Units:Widget/Month11

庫存調(diào)節(jié)

=(目標(biāo)庫存量

-庫存)/庫存調(diào)節(jié)時(shí)間 Units:Widget/Month06

產(chǎn)品銷售率

=100+STEP(50,20) Units:Widget/Month12

庫存調(diào)節(jié)時(shí)間

=2 Units:Month系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim函數(shù)SD的主要函數(shù)類型Vensim函數(shù)與運(yùn)算符Vensim函數(shù)類型延遲與平滑函數(shù)測試函數(shù)表函數(shù)局部數(shù)學(xué)函數(shù)SD的主要函數(shù)類型函數(shù)是構(gòu)造系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的根底系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的主要函數(shù)簡單函數(shù)Simplefunctions函數(shù)值僅取決于當(dāng)前的輸入變量值數(shù)學(xué)函數(shù)邏輯函數(shù):Ifthenelse模型測試函數(shù)階躍函數(shù),斜坡函數(shù)等延遲與平滑函數(shù)物質(zhì)延遲信息平滑表函數(shù)Vensim公式編輯器中函數(shù)類型一般函數(shù)Commonfunctions經(jīng)常使用的函數(shù)。默認(rèn)的設(shè)置在公式編輯器中簡單函數(shù)Simplefunctions函數(shù)值僅取決于當(dāng)前的輸入變量值例如：數(shù)學(xué)函數(shù)，邏輯函數(shù)等動(dòng)態(tài)函數(shù)Dynamicfunctions函數(shù)值僅取決于當(dāng)前及以前的輸入變量值例如積分函數(shù)，平滑函數(shù)，延遲函數(shù)真實(shí)性檢驗(yàn)函數(shù)RealityCheckfunctions用于實(shí)現(xiàn)真實(shí)性檢驗(yàn)方程的建立表函數(shù)Lookupfunctions離散/延遲函數(shù)Discrete/Delayfunctions對于離散因素追蹤以及隊(duì)列處理等的函數(shù)數(shù)據(jù)函數(shù)DataOnlyfunctions從向量中獲得相關(guān)的值.矩陣函數(shù)Array從向量中獲得相關(guān)的值.用戶自定義函數(shù)UserDefined使用外部動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL.宏Macros使用宏定義:MACRO:definitions.All:所有內(nèi)部函數(shù)與外部函數(shù)Vensim函數(shù)與運(yùn)算符Vensim的函數(shù)與運(yùn)算符在公式編輯器中運(yùn)算符算術(shù):+,-,*,/邏輯:=,>,<,:AND:,..函數(shù)查找所有函數(shù)列表ReferenceManual中在Vensim中搜索數(shù)學(xué)函數(shù)ABS(X)=|X|，對X取絕對值；EXP(X)=ex，指數(shù)函數(shù)，e＝2.718…；INTEGER(X)，對X取整；LN(X)=logeX，以e為底的對數(shù)函數(shù)；MODULO(X,Y)=X–n*Y，其中n*Y≤X＜(n+1)*Y，n為非零整數(shù)；SIN(X)=SinX，變量X的正弦函數(shù)，X須以弧度表示；SQRT(X)，非負(fù)值變量X的開方；….邏輯函數(shù)MAX(A,B)取A,B中較大者；MIN(A,B)取A,B中較小者IFELSETHEN(cond,ontrue,onfalse)為條件函數(shù)當(dāng)條件cond為真的時(shí)候，返回ontrue值，反之那么返回onfalse值。條件cond通常為一個(gè)表達(dá)式，ontrue或onfalse亦可為表達(dá)式。邏輯運(yùn)算符號::AND:,:OR:,:NOT: 延遲函數(shù)延遲函數(shù)物質(zhì)延遲變量R,經(jīng)過時(shí)間T的延遲.甲方物品R,經(jīng)過T天,完全交給了客戶客戶拿到物品拉倒M,經(jīng)歷了T天的發(fā)貨延遲.函數(shù):M=delayI(R,T)數(shù)學(xué)表述dM/dt=(R-M)/T用SD方程表示S=INTEG(M-R,0)M=S/TT=4R=STEP(10,0)R為Step函數(shù)R為Pules函數(shù)平滑函數(shù)平滑函數(shù)信息延遲在決策時(shí),人們往往是將較長時(shí)間段的變量值平均,然后據(jù)此決策,這就是平滑物品數(shù)量R,一直在波動(dòng),取其T時(shí)間段的平滑值M,作為決策依據(jù)函數(shù):M=Smooth(R,T)數(shù)學(xué)表述dM/dt=(R-M)/T用SD方程表示M=INTEG(S,0)S=(R-M)/TR=10*PULSE(5,5)T=4測試函數(shù)測試函數(shù)用于測試系統(tǒng)的響影特征簡單函數(shù)階躍函數(shù)(TheStepFunction)STEP(Height,Steptime)斜坡函數(shù)(TheRampFunction)

RAMP(Slope,Starttime,Endtime)TEST=RAMP(20,2,25)脈沖函數(shù)(ThePulseFunction)PULSE(start,width)PULSETRAIN(start,width,tbetween,end)正弦函數(shù)(TheSINFunction)Sin(Time*K)*A正態(tài)分布函數(shù)(TheRandomNormalFunction)RANDOMNORMAL(min,max,mean,stdev,seed)表函數(shù)表函數(shù)用于建立不能用解析方式表達(dá)的變量關(guān)系Vensim中表函數(shù)的數(shù)學(xué)描述形式是：TF=LookupName([(Xmin，Xmax)-(Ymin，Ymax)]，(X1，Y1)，(X2，Y2)，…(Xn，Yn))建立表函數(shù)的本卷須知確定表函數(shù)中自變量和因變量；明確變量的取值變化范圍，通常通過歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)來確定；考慮曲線的形狀和斜率，在什么范圍內(nèi)曲線是平緩的，什么范圍內(nèi)曲線坡度高，要符合自變量和因變量之間影響關(guān)系，其中正斜率表示正反響，負(fù)斜率表示負(fù)反響；選取適宜的曲線端點(diǎn)、拐點(diǎn)等，例如因變量是一個(gè)[0，1]區(qū)間上的影響因子，那么因變量等于0或1的點(diǎn)顯然是要標(biāo)出的；作出圖形，通常用X軸表示自變量，Y軸表示因變量。表函數(shù)曲線并不是一個(gè)光滑的曲線，它也是通過離散化來實(shí)現(xiàn)的。最好歸一化簡單系統(tǒng)與行為模式一階系統(tǒng)的行為模式二階系統(tǒng)的行為模式簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述正反響;負(fù)反響;S增長;一階系統(tǒng)與振蕩簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述

·

X=f(X)

f(X)=a1x+a11x2+…簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對一階系統(tǒng)的認(rèn)識系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為一階反響回路是構(gòu)成系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)。一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)那么是由這些相互作用的反響回路組成的。一階系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)之一系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)之二簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為正反響系統(tǒng)正反響的特點(diǎn)是，能產(chǎn)生自身運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)過程，在此過程中運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作所引起的后果將回授，使原來的趨勢得到加強(qiáng)。所謂正反響系統(tǒng)就是正反響起主導(dǎo)作用的系統(tǒng)。簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為負(fù)反響系統(tǒng)負(fù)反響的特點(diǎn)是，能自動(dòng)尋求給定的目標(biāo)，未到達(dá)(或者未趨近)目標(biāo)時(shí)將不斷作出響應(yīng)。所謂負(fù)反響系統(tǒng)就是負(fù)反響起主導(dǎo)作用的系統(tǒng)(或稱尋的系統(tǒng))。簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為S增長S型增長是典型的一種系統(tǒng)行為，它包含了指數(shù)與漸近兩種增長過程。Sigmoidofgrowthmodel是社會事物開展中常見的增長和擴(kuò)散現(xiàn)象簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為S增長理論應(yīng)用舉例HypeCycleforITServices〔Source:Gartner,HypeCycleforITServices,2003〕簡單系統(tǒng)與行為一階系統(tǒng)系統(tǒng)行為一階系統(tǒng)與振蕩簡單系統(tǒng)與行為二階系統(tǒng)系統(tǒng)及行為二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述系統(tǒng)向量形式的狀態(tài)方程如；

式中：R為歐式空間。二階定常自由系統(tǒng)為例當(dāng)m=2，r=0時(shí)，其向量方程可表示為：式中：A為轉(zhuǎn)移矩陣。簡單系統(tǒng)與行為二階系統(tǒng)系統(tǒng)及行為常系數(shù)二階系統(tǒng)的行為模式簡單系統(tǒng)與行為典型的二階系統(tǒng)舉例應(yīng)用例舉〔庫存與勞動(dòng)力模型〕簡單系統(tǒng)與行為典型的二階系統(tǒng)舉例應(yīng)用例舉〔庫存與勞動(dòng)力模型〕Vensim高級建模與模擬技術(shù)(I)多視窗技術(shù)復(fù)合模擬定制模擬輸出結(jié)果輸入輸出控制Vensim游戲(Game)功能外部數(shù)據(jù)的使用下標(biāo)變量的使用多視窗技術(shù)多視窗目標(biāo)將不同的子系統(tǒng)放在不同視窗減少復(fù)雜性連接多視窗的方法影子變量的使用復(fù)合模擬一般復(fù)合模擬設(shè)置滑動(dòng)條范圍使用表函數(shù)進(jìn)行復(fù)合模擬定制模擬輸出結(jié)果根本數(shù)據(jù)分析工具帶狀圖原因圖條狀圖:BarChart統(tǒng)計(jì)輸出運(yùn)行比較自定義圖形：ControlPanel自定義表格輸入輸出控制InputOutput工具

輸出控制圖形輸入控制

滑動(dòng)條Vensim游戲(Game)功能Game游戲游戲是互動(dòng)參與模擬過程的一種方式。它是飛行模擬器的實(shí)例,用戶可以實(shí)時(shí)參與和影響的每步模擬的決策。

房地產(chǎn)模型外部數(shù)據(jù)的使用數(shù)據(jù)變量Datavariable數(shù)據(jù)函數(shù)Datafunction使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型從電子數(shù)據(jù)表中獲得數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)變量引入數(shù)據(jù)由文本文件引入數(shù)據(jù)ImportingSpreadsheetData下標(biāo)變量的使用下標(biāo)變量：數(shù)組變量下表變量的建立與控制下表變量的建立矢量函數(shù)高級下標(biāo)變量變量的建立VMIN函數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)及行為模式復(fù)雜系統(tǒng)的概念復(fù)雜系統(tǒng)的行為特征復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法復(fù)雜系統(tǒng)基模復(fù)雜系統(tǒng)及行為模式復(fù)雜系統(tǒng)的根本概念什么是復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)定義復(fù)雜系統(tǒng)為高階次、多回路和非線性的反響結(jié)構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)的主要特點(diǎn)高階數(shù)多回路非線性復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的行為特征反直觀性；對系統(tǒng)內(nèi)多數(shù)參數(shù)的變化不敏感；對改變政策的頑強(qiáng)抵抗性；含有可施加影響的“壓力點(diǎn)〞，即政策的杠桿作用點(diǎn)，而且它們的出現(xiàn)往往出乎人們意料之外；削弱內(nèi)部的活力以補(bǔ)償或中和外部施加的校正作用；長期與短期運(yùn)行、整體與局部之間對同一政策的響應(yīng)往往不同；有向更惡劣的景況演變的傾向。復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)、功能分析主導(dǎo)結(jié)構(gòu)分析主輔回路耦合分析法系統(tǒng)基型共性結(jié)構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)、功能分析核心中間層系統(tǒng)外層邊界環(huán)境能流資金流物流人流縱向關(guān)系橫向關(guān)系信息流復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法主導(dǎo)結(jié)構(gòu)分析分析主導(dǎo)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵兩點(diǎn)：描述系統(tǒng)的行為特性〔動(dòng)態(tài)變化圖、特征根值和頻率響應(yīng)〕判別主導(dǎo)結(jié)構(gòu)〔計(jì)算邊際奉獻(xiàn)率、簡化模型能保持特征行為的子結(jié)構(gòu)〕復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法主輔回路耦合分析法將復(fù)雜系統(tǒng)中眾多回路按其作用大小和極性劃分為主要回路和輔助回路、正反響回路和負(fù)反響回路，并將它們按系統(tǒng)子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)加以耦合，成為假設(shè)干根本類型。是一種定性分析法，在對客觀系統(tǒng)的深入分析中結(jié)合定量分析的綜合分析方法。主輔反響回路的根本類型主要負(fù)反響回路〔主負(fù)回路，含2個(gè)以上狀態(tài)變量〕輔助負(fù)反響回路〔輔負(fù)回路，僅含有1個(gè)狀態(tài)變量的負(fù)反響〕主要正反響回路〔主正回路，含2個(gè)以上狀態(tài)變量〕輔助正反響回路〔輔正回路，僅含有1個(gè)狀態(tài)變量的正反響〕復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法系統(tǒng)基型是指那些具有比較根本的功能和共性結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)構(gòu)和行為模式在多類系統(tǒng)中普遍、重復(fù)地存在和出現(xiàn)。是人們面向問題的解決模式，在經(jīng)濟(jì)管理方面的問題中人們已總結(jié)出15種類型的基型，如：增長受挫、治標(biāo)傷本、江河日下、飲鴆止渴、比翼齊飛、贏家更贏〔輸家更輸〕、利己損公和人無遠(yuǎn)慮必有近憂。復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法舉例分析增長受挫結(jié)構(gòu)描述〔根本反響結(jié)構(gòu)〕輔正回路輔負(fù)回路或主負(fù)回路雙方相互信任程度輔正回路生產(chǎn)的靈活性與降低成本主負(fù)回路時(shí)滯供應(yīng)商之風(fēng)險(xiǎn)供應(yīng)商成為唯一貨源對制造商的威脅制造廠要求多貨源愿望及時(shí)供給系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的分析方法共性結(jié)構(gòu)是一類動(dòng)態(tài)反響結(jié)構(gòu)，能描述某種相應(yīng)的特定功能、行為模式，且在眾多或假設(shè)干不同系統(tǒng)、領(lǐng)域中具有一定的或較廣泛的類推性。共性結(jié)構(gòu)的劃分原那么提取總是針對某種功能和范圍內(nèi)的可類推性復(fù)雜程度是根據(jù)階數(shù)、反響回路數(shù)和規(guī)模的大小劃分為：系統(tǒng)基型、子共性結(jié)構(gòu)和共性結(jié)構(gòu)。復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的基模舉例長波模型基模復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的基模舉例長波模型基?！恻c(diǎn)分析復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的基模舉例長波模型基?！恻c(diǎn)分析

k=0.999復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的基模舉例長波模型基?！恻c(diǎn)分析

k=1.001復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的基模舉例長波模型基?！恻c(diǎn)分析

k=0.99復(fù)雜系統(tǒng)及行為復(fù)雜系統(tǒng)的基模舉例長波模型基?！恻c(diǎn)分析

k=k=1.01Vensim高級建模與模擬技術(shù)(II)靈敏度測試模型與政策優(yōu)化真實(shí)性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)布其他高級技術(shù)靈敏度測試靈敏度測試的概念蒙特卡洛模擬:靈敏性測試自動(dòng)化抽樣方式：隨機(jī)統(tǒng)一分布，隨機(jī)正態(tài)分布

靈敏度測試建立靈敏度測試輸出時(shí)間序列圖表

直方圖模型與政策優(yōu)化模型優(yōu)化的概念模型刻度數(shù)據(jù)比較設(shè)置Payoff(權(quán)衡值〕設(shè)置優(yōu)化參量計(jì)算信度范圍選擇性的-修改模型政策優(yōu)化設(shè)置Payoff設(shè)置優(yōu)化參數(shù)真實(shí)性檢驗(yàn)RealityCheck真實(shí)性檢驗(yàn)的概念根據(jù)系統(tǒng)根本情況，提出模型應(yīng)該遵守的一些根本假定；它們是模型正確的必要條件，構(gòu)成了對于模型正確性的一系列約束。真實(shí)性檢驗(yàn)就是在模型建立后，通過標(biāo)準(zhǔn)的約束描述語言，具體地描述這些約束，并通過運(yùn)行模型，自動(dòng)的檢驗(yàn)系統(tǒng)的行為模式是否違反這些約束。假設(shè)違反，說明模型尚不完善，那么要調(diào)整模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，直到符合這些約束條件。真實(shí)性檢驗(yàn)的描述局部完全獨(dú)立于模型本身，不會改變模型結(jié)構(gòu)和行為模式。真實(shí)性檢驗(yàn)RealityCheck真實(shí)性檢驗(yàn)的方程變量：判斷性語句而非名詞noworkersnoproduction,rainmeansflooding測試輸入TestInputs定義試驗(yàn)的名字，用于約束語句的條件局部name:TESTINPUT:variable=expr變量是一般的輔助變量，來自模型。等式不能用動(dòng)態(tài)函數(shù)。動(dòng)態(tài)測試輸入實(shí)現(xiàn)在模擬一段時(shí)間后，強(qiáng)制改變一個(gè)變量值函數(shù)RC，例如：RCCOMPARE,RCDECAY,RCGROW,RCRAMPandRCSTEPTIProductiontozero:TESTINPUT:production=RCRAMP(production,0,2,10)RCRAMP(variable,Value,Duration,Starttime)真實(shí)性檢驗(yàn)RealityCheck真實(shí)性檢驗(yàn)的方程結(jié)果中的動(dòng)態(tài)測試在TestInput中使用：RCCHECK，一般在結(jié)果中也使用RCCHECK實(shí)例：nocapitalnoproduction:THECONDITION:Capital=0:IMPLIES:production=0在模型運(yùn)行時(shí)，Vensim會強(qiáng)制使條件等式為真，如果結(jié)果也是真，那么通過真實(shí)性檢驗(yàn)，否那么報(bào)真實(shí)性檢驗(yàn)失敗。模擬真實(shí)性檢驗(yàn)主動(dòng)約束檢驗(yàn)被動(dòng)約束檢驗(yàn)建立真實(shí)性檢驗(yàn)方程運(yùn)行模擬真實(shí)性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)布模型注釋和導(dǎo)航鏈接模型徹底檢驗(yàn)