探究系统动力学及其优势

系统动力学（简称SD—system dynamics）出现于1956年，创始人为美国麻省理工学院（MIT）的福瑞斯特（J.W.Forrester）教授。系统动力学是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初称为工业动态学。1961年，福瑞斯特发表的《工业动力学》（Industrial Dynamics）成为经典著作。随后，系统动力学应用范围日益扩大，几乎遍及各个领域，逐渐形成了比较成熟的新学科——系统动力学。系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。

系统动力学方法是一种以反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为手段，通常用以研究复杂的社会经济系统的定量方法。自福瑞斯特教授创立以来，它已成功地应用于企业、城市、地区、国家甚至世界规模的许多战略与决策等分析中，被誉为“战略与决策实验室”。这种模型从本质上看是带时间滞后的一阶差微分方程，由于建模时借助于“流图”，其中“积累”“流率”和其他辅助变量都具有明显的物理意义，因此可以说是一种实际的建模方法。它与其他模型方法相比，具有下列特点：

第一，适用于处理长期性和周期性的问题。如自然界的生态平衡、人的生命周期和社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史阶段来观察，已有不少系统动力学模型对其机制作出了较为科学的解释。

第二，适用于对数据不足的问题进行研究。建模中常常遇到数据不足或某些数据难于量化的问题，系统动力学凭借各要素间的因果关系及有限的数据及一定的结构仍可进行推算分析。

第三，适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题。上述这些常因描述方程是高阶非线性动态的，应用一般数学方法很难求解。系统动力学则借助于计算机及仿真技术仍能获得主要信息。

第四，强调有条件预测。本方法强调产生结果的条件，采取“如果……则”的形式，对预测未来提供了新的手段。

系统动力学的基本概念包括：

因果反馈。如果事件A（原因）引起事件B（结果），AB简便形成因果关系。若A增加引起B增加，称AB构成正因果关系；若A引起B减少，则负因果关系。两个以上因果关系链首尾相连构成反馈回路，亦分正、负反馈回路。(www.xing528.com)

积累。系统动力学视社会经济状态变化为由许多参变量组成的一种流，通过对流的研究来掌握系统性质和运动规律。流的规程量便是积累，用以描述系统状态，系统输入输出流量之差为积累增量。流率表述流的活动状态，亦称决策函数，积累则是流的结果。任何决策过程均可用流的反馈回路描述。

流图。流图由积累、流率、物质流、信息流等符号构成，直观形象地反映系统结构和动态特征。

延迟。任何决策实施均需一定时间，此现象即为延迟。图上不易表述，通常用计算机程序中延迟指令来实现。

仿真语言。为使用方便，设计了DYNAMO专用语言，备有20多种函数，只需输入系统动力学议程和必要参数，即可向用户提供结果。

中国从80年代初开始应用系统动力学模型分析国民经济系统等有关问题，主要工作有：①社会、经济、生态环境、资源总体之间相互影响与制约关系；②人口、科技、教育、能源及交通运输各因素相互关系及其对国民经济发展作用和影响；③积累与消费关系及其对国民经济影响；④社会总产值与国民收入增长速度问题；⑤人口目标、年龄结构和人口问题对社会经济的影响；⑥能源发展前景，新旧能源交替及其对经济发展影响；⑦经济发展的动力因素和阻碍因素。这一模型包括人口、非农业生产能力、国民收入及其分配、消费品生产、能源、交通运输、科技、环境污染、教育等子模型。

系统动力学为解决复杂问题提供了新的方法，随着其本身理论的越来越成熟，它在我国的推广和应用也必将更加广泛。