VENSIM软件建模指导手册X

vensim使用手册Vensim 使用手册李旭复旦大学管理学院二〇〇八年十一月序言Vensim是一个界面友好、操作简单、功能强大的系统仿真平台，可以帮助我们理解《系统动力学》的基本原理和方法，同时也是《系统动力学》学科体系的重要组成部分。

我们从1988年起为本科生和研究生开设《系统动力学》课程，并启动关于相关的研究工作。

最初使用DYNAMO语言作为仿真平台，后来使用PD-Plus，从2004年起开始使用Vensim仿真平台。

几年来，经过师生的共同努力，已经形成了《系统动力学》课程教学体系和研究体系。

该使用手册是以Vensim 5.4a PLE版本为基础，结合教学和科研实践整理而成的。

本手册可以帮助初学者快速掌握Vensim的使用，在复旦大学管理学院本科教学多次试用，收到了很好的效果。

本手册可以配合《系统动力学》课程的教学和实验、为教学服务，也可以供科研工作者参考。

虽然手册中的各个步骤都上机做了验证，但仍然会存在错误和不足，希望广大使用者批评指正。

同时也欢迎大家就Vensim DSS的相关内容一起学习和讨论。

在手册整理过程中，得到了复旦大学管理学院学生的大力协助和配合。

复旦大学管理学院管理科学系2004级本科生张云丽同学、王迪同学，2005级本科生胡鉴阳同学和2005硕士研究生胡倩等同学对本手册的整理、编辑、充实和完善做了大量的工作。

他/她们的聪明才智和辛勤的工作，使得广大使用者可以通过该手册方便地学习和使用Vensim。

在此对参加本手册整理、编辑、充实和完善的同学们表示诚挚的谢意。

李旭复旦大学管理学院2008年11月目录第1章 Vensim 简介 (1)1.1 前言 (1)1.2 Vensim 安装 (1)第2章 Vensim 用户界面 (2)2.1 主要特征 (2)2.2 标题栏 (2)2.3 菜单 (3)2.4 工具栏 (3)2.5 Vensim窗口类型 (4)2.6 在不同类型窗口之间移动 (5) 2.7 在同一类型中的窗口间移动 (5) 2.8 状态栏 (5)2.9 Vensim绘图工具 (6)2.10 模拟工具 (7)2.11 分析工具 (7)2.12 分析输出工具 (9)2.13 控制面板 (11)2.14 下标控制 (11)第3章应用举例 (13)3.1 用Vensim建模步骤 (13)3.2 劳动力库存问题建模实例 (13) 第4章因果关系图 (17)4.1 Vensim模型 (17)4.2 绘制因果关系图 (17)4.3 编辑因果关系图 (18)第5章流图 (21)5.1 绘制流图 (21)5.2 变量外观 (23)5.3 边框（Containing Boxes） (24)第6章创建模型 (25)6.1 Vensim规则 (25)6.2 兔子繁殖模型 (25)第7章函数 (32)7.1 概述 (32)7.2 Vensim函数库 (32)7.3 Vensim表函数 (41)第8章多重视图 (44)8.1 多重视图的建立 (44)8.2 多重视图的连接 (44)第9章自定义输出 (46)9.1 标记图像曲线(Graph Lines) (46)9.2 自定义图像 (48)9.3 自定义表格 (50)第1章 Vensim 简介1.1 前言Vensim 是一个可视化的建模工具，用户可以通过Vensim定义一个动态系统，将之存档，同时建立模型、进行仿真、分析以及最优化。

VENSIM软件建模指导⼿册X（内部教学资料请勿外传）请勿外传）Vensim软件建模指导⼿册1.简介Vensim是⼀种可视化建模⼯具，利⽤这种⼯具可以将系统动⼒学的模型概念化和⽂档化，并能对模型进⾏仿真、分析和优化。

Vensim提供了简单⽽灵活的建模⽅式来绘制因果关系图和积量与流量图并在图上进⾏仿真。

Vensim通过⽂字以及⽂字间的箭头来表⽰和记录系统变量间的因果关系。

在此基础上，使⽤公式编辑器来完成仿真模型的建⽴。

在使⽤Vensim建模的过程中可以分析所建⽴的模型，包括变量的使⽤及其因果关系和因果关系环路。

当⼀个可⽤于仿真模型建⽴起来以后，可以使⽤Vensim深⼊研究模型的⾏为。

Vensim是系统动⼒学研究领域应⽤最⼴泛的建模和仿真软件。

包含了系统动⼒学研究中的⼏乎所有标准函数。

V ensim包含多个版本，其中PLE版本是专门为教学设计的简化版本，可以免费使⽤。

Vensim PLE可以从Ventana Systems公司的主页下载，⽹址为：/doc/163f584cfe4733687e21aa21.html。

本⼿册通过建⽴⼀个反映劳动⼒和库存关系的系统动⼒学模型，并利⽤这个模型进⾏仿真，来介绍⼀个完整建模过程。

这个模型展⽰了库存管理策略和劳动⼒雇⽤策略可以导致⽣产的不稳定。

2.进⼊Vensim PLE从开始菜单进⼊Vensim PLE，如图2.1所⽰。

图2.1 进⼊Vensim PLE进⼊后主界⾯如图2.2所⽰。

这个界⾯可以看作是带有⼀系列⼯具的绘图⼯作台。

Vensim 窗⼝的主界⾯以绘图区域为主，包括标题栏、菜单栏、⼯具栏和分析⼯具等。

如果在Vensim 中打开⼀个模型（如图2.2）则绘图⼯具栏和状态栏也会出现。

图2.2 Vensim主界⾯标题栏：显⽰当前打开的模型⽂件名称和选中的变量名称。

菜单栏：菜单栏是上下⽂敏感的，具体内容根据打开的模型和正在进⾏的操作有所变化。

⼤多数常⽤的菜单命令列在了快捷⼯具栏中。

Vensim 使用手册
序言
Vensim 是一个界面友好、操作简单、功能强大的系统仿真平台，可以帮助我们理解《系统动力学》的基本原理和方法，同时也是《系统动力学》学科体系的重要组成部分。

我们从1988 年起为本科生和研究生开设《系统动力学》课程，并启动关于相关的研究工作。

最初使用DYNAMO 语言作为仿真平台，后来使用PD-Plus，从 2004 年起开始使用Vensim 仿真平台。

几年来，经过师生的共同努力，已经形成了《系统动力学》课程教学体系和研究体系。

该使用手册是以Vensim 5.4a PLE 版本为基础，结合教学和科研实践整理而成的。

本手册可以帮助初学者快速掌握Vensim 的使用，在复旦大学管理学院本科教学多次试用，收到了很好的效果。

本手册可以配合《系统动力学》课程的教学和实验、为教学服务，也可以供科研工作者参考。

虽然手册中的各个步骤都上机做了验证，但仍然会存在错误和不足，希望广大使用者批评指正。

同时也欢迎大家就Vensim DSS 的相关内容一起学习和讨论。

在手册整理过程中，得到了复旦大学管理学院学生的大力协助和配合。

复旦大学管理学院管理科学系2004 级本科生张云丽同学、王迪同学，2005 级本科生胡鉴阳同学和2005 硕士研究生胡倩等同学对本手册的整理、编辑、充实和完善做了大量的工作。

他/她们的聪明才智和辛勤的工作，使得广大使用者可以通过该手册方便地学习和使用Vensim。

在此对参加本手册整理、编辑、充实和完善的同学们表示诚挚的谢意。

李旭
复旦大学管理学院
2008 年11 月。

系统动力学模拟软件Vensim使用指南严广乐张志刚（上海理工大学管理学院）在目前系统动力学专用的计算机模拟语言软件中，V ensim是界面非常友好的一种模拟工具，它的功能非常强大，可以运行方程数目达数千的大型模型，因此被人们广泛使用，如美国的国家模型等。

一、Vensim软件简介Vensim是美国Ventana Systems公司推出的在Windows操作平台下运行的系统动力学专用软件包，其版本在不断升级，目前最新的版本为V5.0c。

Vensim PLE是Ventana Systems公司提供的个人学习版，可到公司的网站上免费下载试用。

1.1 Vensim软件的主要特点Vensim是一款可视化的模型工具，使用该软件可以对动力学系统模型进行概念化、模拟、分析和优化。

Vensim PLE和PLE Plus是为简化系统动力学的学习而设计的Vensim的标准版本。

Vensim PLE提供了一个非常简单易用的基于因果关系链、状态变量和流图的建模方式。

Vensim用箭头来连接变量，系统变量之间的关系作为因果连接而得到确立，方程编辑器可以帮助方便地建立完整的模拟模型。

通过建立过程、检查因果关系、使用变量以及包含变量的反馈回路，可以分析模型。

当建立起一个可模拟的模型，Vensim可以从全局来研究模型的行为。

Vensim PLE适合于建立规模较小的系统动力学模型，而Vensim PLE Plus功能则更加强大，支持多视图，适合于大型的模型模拟。

Vensim提供了对所建模型的多种分析方法。

Vensim可以对模型进行结构分析和数据集分析，结构分析包括原因数分析、结果树分析和反馈回列表分析，数据集分析包括变量随时间变化的数据值及曲线图分析。

此外，Vensim还可以实现对模型的真实性检验，以判断模型的合理性，从而相应调整模型的参数或结构。

1.2 Vensim PLE的用户界面Vensim PLE的用户界面是标准的Windows应用程序界面。

系统动力学软件Vensim 6.3系统动力学应用于社会经济复杂动态问题建模模拟，以及系统思考。

近年来由于系统动力学软件工具的进展，使系统动力学建模与模拟分析变得更加规范与简单易学。

发源于美国麻省理工学院的Vensim软件，是由Ventana公司开发，在全球和国内获得最广泛使用系统动力学建模软件。

它具有图形化的建模方法，除具有一般的模型模拟功能外，还具有复合模拟、数组变量、真实性检验、灵敏性测试、模型最优化等强大功能。

Vensim有Vensim PLE, PLE Plus, Professional和DSS版本，适合不同的用户。

其特点如下：利用图示化编程建立模型。

在Vensim中，“编程”实际上并不存在，只有建模的概念。

只要在模型建立窗口(Building)画出流图，再通过Equation Editor输入方程和参数，就可以直接进行模拟了。

如果用户需要查看有关方程和参数，可使用Mode Document工具条。

另外，Vensim提供两种模型文件保存方式，一种是二进制文件，后缀为.vmf；另一种是文本文件，后缀为.mdf，这种文件可以用于模型的建立和修改，但这并不是Vensim推荐的方法。

运行于Windows下，数据共享性强，提供丰富的输出信息和灵活的输出方式。

由于采用了多种分析方法，因此Vensim的输出信息是非常丰富的。

其输出兼容性较强。

一般的模拟结果，除了即时显示外，还提供保存文件和copy到剪切板。

例如建立好的模型可以copy到剪贴板，再由剪贴板转到MS Word的编辑文件中。

对模型的多种分析方法：Vensim提供对于模型的结构分析和数据集分析。

其中结构分析包括原因树分析(逐层列举作用于指定变量的变量)、结果树分析(逐层列举该变量对于其它变量的作用)和反馈列表。

模型运行后，可进行数据集分析。

对指定变量，可以给出它随时间的变化图，列出数据表；可以给出原因图分析，列出所有作用于该变量的其它变量随时间变化的比较图；可以给出结果图分析，列出该变量与所有它作用的变量随时间变化的比较图；同时可以将多次运行的结果进行比较。

系统动⼒学模拟软件Vensim使⽤指南资料讲解系统动⼒学模拟软件Vensim使⽤指南严⼴乐张志刚（上海理⼯⼤学管理学院）在⽬前系统动⼒学专⽤的计算机模拟语⾔软件中，V ensim是界⾯⾮常友好的⼀种模拟⼯具，它的功能⾮常强⼤，可以运⾏⽅程数⽬达数千的⼤型模型，因此被⼈们⼴泛使⽤，如美国的国家模型等。

⼀、Vensim软件简介Vensim是美国Ventana Systems公司推出的在Windows操作平台下运⾏的系统动⼒学专⽤软件包，其版本在不断升级，⽬前最新的版本为V5.0c。

Vensim PLE是Ventana Systems公司提供的个⼈学习版，可到公司的⽹站/doc/becd18277d1cfad6195f312b3169a4517723e5a6.html 上免费下载试⽤。

1.1 Vensim软件的主要特点Vensim是⼀款可视化的模型⼯具，使⽤该软件可以对动⼒学系统模型进⾏概念化、模拟、分析和优化。

Vensim PLE和PLE Plus是为简化系统动⼒学的学习⽽设计的Vensim的标准版本。

Vensim PLE提供了⼀个⾮常简单易⽤的基于因果关系链、状态变量和流图的建模⽅式。

Vensim⽤箭头来连接变量，系统变量之间的关系作为因果连接⽽得到确⽴，⽅程编辑器可以帮助⽅便地建⽴完整的模拟模型。

通过建⽴过程、检查因果关系、使⽤变量以及包含变量的反馈回路，可以分析模型。

当建⽴起⼀个可模拟的模型，Vensim可以从全局来研究模型的⾏为。

Vensim PLE适合于建⽴规模较⼩的系统动⼒学模型，⽽Vensim PLE Plus功能则更加强⼤，⽀持多视图，适合于⼤型的模型模拟。

Vensim提供了对所建模型的多种分析⽅法。

Vensim可以对模型进⾏结构分析和数据集分析，结构分析包括原因数分析、结果树分析和反馈回列表分析，数据集分析包括变量随时间变化的数据值及曲线图分析。

此外，Vensim还可以实现对模型的真实性检验，以判断模型的合理性，从⽽相应调整模型的参数或结构。

Vensim使用说明Vensim使用说明欢迎使用Vensim！本文档将为您提供使用Vensim建模工具的详细说明和指导。

请按照下面的章节，逐步了解如何使用Vensim进行建模。

1、Vensim的安装和配置1.1 系统要求1.2 和安装Vensim1.3 运行Vensim并进行基本配置2、Vensim建模基础2.1 创建新模型2.2 模型元素的介绍2.2.1 变量2.2.2 方程2.2.3 子模型2.2.4 数据列表2.3 构建模型的基本步骤2.4 模型运行和结果查看3、Vensim高级建模技巧3.1 高级方程构建3.1.1 积分与求导3.1.2 参数调节器3.2 时序与动态调节3.2.1 延迟函数3.2.2 事件分布3.3 模型优化和敏感性分析 3.3.1 参数扰动分析3.3.2 求解器和优化算法4、Vensim模型验证与分析4.1 模型的验证方法4.2 灵敏度分析和策略测试4.3 参数估计与模型校准5、Vensim模型的导出和共享5.1 模型的导出格式5.2 模型共享和协作6、Vensim的其他功能和扩展6.1 数据导入和导出6.2 插件和扩展功能6.3 Vensim的高级定制设置附件：本文档附有以下附件供参考：- 示例模型文件- 演示数据集法律名词及注释：1、知识产权：知识产权指的是对于知识和信息所享有的权利。

它包括了版权、专利权、商标权等。

2、模型校准：模型校准是指通过对模型进行参数估计和调整，使其能够尽可能准确地拟合实际观测数据。

3、参数扰动分析：参数扰动分析是一种敏感性分析方法，通过对模型中的参数进行微小的变化，观察其对模型结果的影响。

SAVINGS AND INCOMEeffort 因果循环图快速自学手册使用以下步骤，建立如上因果循环图：1．启动Vensim ，在工具列点选New Model ，显示”Model Settings Time Bounds”对话窗口，再点选”OK”钮即显示空白窗口，就可以开始绘制因果循环图。

2．设定此绘图字型为Arial 大小为10点，操作如下：在状态列的左边点选字型名称。

因为尚未选取任何项目，所以显示是否要更改预设字型与颜色，点选”Yes”键，则显示”View Defaults” 对话窗口，改变”Face”为Arial 与”Size”为10，然后点选”OK”钮即可。

3．点选绘图列下的”Variable – Auxiliary/Constant” （“变量-辅助量/常量”）工具，然后在绘图工作区空白窗口，点选一个地方来放置变量”interest”，此时显示编辑框框，输入”interest”再按”Enter”键即可显示字号为Arial 10的”interest”。

重复此步骤来建立变量”savings”与”income”如上图。

(提示：如果拼错变量名称，则点选”Variable – Auxiliary/Constant”工具钮，再点选拼错变量的名称，此时显示编辑框框更改之即可。

如果想要完全删除变量或绘图区的其它组件，则点选绘图列下的”Delete”工具钮，再点选它们即可完全删除。

4．重复以上步骤来建立变量”work effort” 如上图。

此时”work” 与“effort”显示在同一列，若要将它们放在不同列，则拖曳手把(小圆圈)至左下即可调整之。

如果要改变其它特性，就按鼠标右键或同时按”control”、鼠标左键与点选”work effort”，则显示对话窗口，它提供变量多样的选择。

在对话窗口左上方，”Shape”标签选取”Clear Box”，所拖曳的小圆圈是改变”work effort”形状的手把。

Vensim ® PLE 快速参考与自学手册台湾科技大学摘要1.File(档案)与cutting/pasting(剪下/贴上) 的操作如微软窗口系统之功能‧2.许多功能列中经常使用的功能项目都放在工具栏的按钮，以利操作‧3.专门术语：”click”即按压鼠标左键再释放之‧”drag” 即按压鼠标左键不释放而移动鼠标‧”right-click” 即按压鼠标右键再释放之‧而”control-click” 即按ctrol键及按鼠标左键再释放之，结果与”right-click”相同‧4.Vensim使用默认变量，无论建立任何模块，系统自动建立必要变量而使用它；如标题栏的FINAL TIME变数‧________________________Copyright 2002, Craig W. Kirkwood. All rights reserved. (Email: craig.kirkwood@) Updated on December 12, 2002 by Jennifer Cihla Vender using VensimPLE Version 5.0c1。

分析工具注意事项：1．若有较多的模拟执行，则分析工具是无法运作的。

因此，在实验中，必须仔细地追踪在窗口中所显示的结果。

2．大部分窗口显示有关工作变量的信息。

在窗口中选择一变量，用鼠标双击变量即成工作变量。

3．在分析工具所输出图形左上角功能列如右图，其中最左边的键是删除窗口键。

在其右边则是锁住删除功能键，再按一次则可恢复删除功能。

其右边则是打印机功能键可 以打印此窗口内容。

其右边键则是复制窗口至回纹夹。

最后键则是储存窗口内容于档案。

4．在图形内有多个曲线，这些曲线会使用不同颜色显示。

黑白打印机打印时很难区隔它，因此在Option 功能键，选择”Show Line Markers on Graph Lines”可以在曲线上标示不同数字以示区隔。

系统动力学v e n s i m软件使用说明Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】因果循环图快速自学手册使用以下步骤，建立如上因果循环图：1．启动Vensim，在工具列点选NewModel，显示”ModelSettingsTimeBounds”对话窗口，再点选”OK”钮即显示空白窗口，就可以开始绘制因果循环图。

2．设定此绘图字型为Arial大小为10点，操作如下：在状态列的左边点选字型名称。

因为尚未选取任何项目，所以显示是否要更改预设字型与颜色，点选”Yes”键，则显示”ViewDefaults”对话窗口，改变”Face”为Arial与”Size”为10，然后点选”OK”钮即可。

3．点选绘图列下的”Variable–Auxiliary/Constant”（“变量-辅助量/常量”）工具，然后在绘图工作区空白窗口，点选一个地方来放置变量”interest”，此时显示编辑框框，输入”interest”再按”Enter”键即可显示字号为Arial10的”interest”。

重复此步骤来建立变量”savings”与”income”如上图。

(提示：如果拼错变量名称，则点选”Variable–Auxiliary/Constant”工具钮，再点选拼错变量的名称，此时显示编辑框框更改之即可。

如果想要完全删除变量或绘图区的其它组件，则点选绘图列下的”Delete”工具钮，再点选它们即可完全删除。

4．重复以上步骤来建立变量”workeffort”如上图。

此时”work”与“effort”显示在同一列，若要将它们放在不同列，则拖曳手把(小圆圈)至左下即可调整之。

如果要改变其它特性，就按鼠标右键或同时按”control”、鼠标左键与点选”workeffort”，则显示对话窗口，它提供变量多样的选择。

在对话窗口左上方，”Shape”标签选取”ClearBox”，所拖曳的小圆圈是改变”workeffort”形状的手把。

SAVINGS AND INCOMEeffort 因果循环图快速自学手册使用以下步骤，建立如上因果循环图：1．启动Vensim ，在工具列点选New Model ，显示”Model Settings Time Bounds”对话窗口，再点选”OK”钮即显示空白窗口，就可以开始绘制因果循环图。

2．设定此绘图字型为Arial 大小为10点，操作如下：在状态列的左边点选字型名称。

因为尚未选取任何项目，所以显示是否要更改预设字型与颜色，点选”Yes”键，则显示”View Defaults” 对话窗口，改变”Face”为Arial 与”Size”为10，然后点选”OK”钮即可。

3．点选绘图列下的”Variable – Auxiliary/Constant” （“变量-辅助量/常量”）工具，然后在绘图工作区空白窗口，点选一个地方来放置变量”interest”，此时显示编辑框框，输入”interest”再按”Enter”键即可显示字号为Arial 10的”interest”。

重复此步骤来建立变量”savings”与”income”如上图。

(提示：如果拼错变量名称，则点选”Variable – Auxiliary/Constant”工具钮，再点选拼错变量的名称，此时显示编辑框框更改之即可。

如果想要完全删除变量或绘图区的其它组件，则点选绘图列下的”Delete”工具钮，再点选它们即可完全删除。

4．重复以上步骤来建立变量”work effort” 如上图。

此时”work” 与“effort”显示在同一列，若要将它们放在不同列，则拖曳手把(小圆圈)至左下即可调整之。

如果要改变其它特性，就按鼠标右键或同时按”control”、鼠标左键与点选”work effort”，则显示对话窗口，它提供变量多样的选择。

在对话窗口左上方，”Shape”标签选取”Clear Box”，所拖曳的小圆圈是改变”work effort”形状的手把。

软件介绍
Vensim是由美国Ventana Systems, Inc.所开发，为一可观念化、文件化、模拟、分析、与最佳化动态系统模型之图形接口软件。

Vensim可提供一种简易而具有弹性的方式，以建立包括因果循环(casual loop)、存货(stock)与流程图等相关模型。

使用Vensim建立动态模型，我们只要用图形化的各式箭头记号连接各式变量记号，并将各变量之间的关系以适当方式写入模型，各变量之间的因果关系便随之记录完成。

而各变量、参数间之数量关系以方程式功能写入模型。

透过建立模型的过程，我们可以了解变量间的因果关系与回路，并可透过程序中的特殊功能了解各变量的输入与输出间的关系，便于使用者了解模型架构，也便于模型建立者修改模型的内容。

如何画出自己的系统分析图？
先让我们熟悉一下界面
1、输入变量
2、加入箭头
单击一个变量，拖动到所流向的变量，拖动箭头中间的小圆圈可以改变箭头的弧
度
3、因果关系正负号的表示
右击箭头，出现箭头选项如下图：Polarity选择类型，Position选择放置在箭头处还是线上，在环内还是环外。

4、正负反馈符号的表示
选择Sketch comment工具
在Graphics处选择符号，或在Comment处输入字母，在Shape处选择顺时针或逆时针
5、加入delay符号
右击箭头，选中Delay mark前的复选框
6、删除变量或其他要素
点击删除工具，对要删除的要素单击
这样最简单的系统分析图就画好了~
当然这是最初步的应用，进一步的功能还在探索中。

如有需要请留言，未来可能会加入详细的教程。

vensim操作⼿册（系统动⼒学）Formulating Models of Simple SystemsusingVensim PLEversion 3.0BProfessor Nelson RepenningSystem Dynamics GroupMIT Sloan School of ManagementCambridge, MA O2142Edited by Laura Black, Farzana S. Mohamed, and students in the System Dynamics in EducationProject, April 1998.Copyright ? 1998 by the Massachusetts Institute of Technology.I. Introduction and Getting StartedThe purpose of this tutorial is to help you develop some familiarity with building and analyzing system dynamics models using the Vensim PLE software. In order to become familiar with Vensim PLE, you are going to build a simple model of the federal deficit.To begin you need to get Vensim PLE ready for modeling. This tutorial makes use of the Macintosh version on Vensim PLE; the IBM-Compatible version should work similarly, but some of the screens may look different. When you first open Vensim PLE on your computer, the screen should look like this:To start working on a new model go to the File menu and select New Model. Vensim PLE will return the following dialog box:To begin your effort you must choose the time horizon of your model (when your simulation will start and finish), the appropriate time step (how accurately you wish to simulate your model), and the units of time. Start your model of the deficit in 1988 (enter 1988 in the INITIAL TIME box) and simulate it through the year 2010. Select a time step of 0.25 years. Finally, change the units of time from Month to Year. Your dialog box should now look like this:Click on OK or hit return. To give your model a name, choose the Save As... command from the File menu and enter the desired name in the text field and click on OK. (Vensim PLE should automatically supply the .mdl extension. If you are working with a different version of Vensim and see a Show all of type option on the right side of the dialog box, make sure that the .mdl Fmt Models extension is selected. This allows Vensim PLE to save the model in a format that can be used by both Macintosh and IBM-compatible computers.)?Vensim saves every simulation run and custom graph you produce as a separate file. It supplies a .vdf extension for simulation runs. These files cannot be opened from outside the Vensim application; they can be opened from inside Vensim through the Datasets / Simulate Model... and Control / Custom Graphs dialog boxes.Your screen should now look like this:You are ready to start building your model.II. Developing the Stock, Flow, and Feedback StructureThe Vensim PLE software is designed using the metaphor of a “work bench.” The large blank area in the middle of the screen is your work area, where you actually develop and analyze your model. The different buttons on the border of the work area represent the different “tools”available as you work on your model. The upper toolbar consists of the Title Bar, a Menu, a Main Toolbar, and Sketch Tools. The Main Toolbar comprises two sets of tools: file operation tools that control standard file functions—opening, closing and saving files, printing, cutting, copying, and pasting—as well as simulation and graphing tools that will allow you to set up and run simulations, and set up display graphs. The sketch tools allow you to build in model components. The tools on the Status Bar (the bottom of the window) allow you to change the formatting of the diagram. The Analysis Tools on the left on the window are tools that you will use to analyze your model to understand its behavior. You will become familiar with many of these tools as you build the deficit model.To begin, add a stock representing the outstanding federal debt to your model. Click on theYou have just created the first variable in your model, the stock of money that constitutes the federal debt.Now, add the inflow to the stock of Debt. Click on theNote: Thetool and then click on the flow valve. This action will remove the flow from the model and let you start over again.You have now created the flow, Net Federal Deficit, which increases the stock of Debt.At this point you may you wish to change the name of the stock variable from Debt to FederalDebt. Click on theNow you need to create the variables needed to determine the Net Federal Deficit. Assume the Net Federal Deficit is determined by two variables, Government Revenues and TotalGovernment Expenses. Click on thebutton to select the causal arrow tool. Now, click and release on the variable Government Revenue and then click and release again on Net Federal Deficit. Do the same for Total Government Expenses. Make sure your causal arrows actually end on the words Net Federal Deficit. They should not be attached to the cloud, the stock, or directly to the valve.You can delete arrows using theClicking on theNow, you may want to update your diagram by labeling the arrows to show that Government Revenue and Total Government Expense affect the Net Federal Deficit in different ways. Specifically, an increase in revenue causes the deficit to decrease, while an increase in expenses causes the deficit to increase. To do this, first click on thebutton on the bottom horizontal toolbar. You then see a pop-up menu that looks like this:Click and release on the desired label, and it will show up in the diagram. Label your two causal arrows so your diagram looks like this:Now, using the same steps discussed above, complete the stock, flow and feedback so your diagram looks like this:You may want to slide the handle of each arrow close to its arrowhead, so each label is clearly associated with its causal arrow.Finally, you may wish to label the positive feedback loop you have just created. Click on theClick on the Loop Clkwse button in the Shape box; click on Center in the Text Position box; and type R, for reinforcing, in the Comment box. You may also type + or P to denote a positive feedback, also known as a reinforcing, loop. Your screen should now look like this:Click on the OK button or hit return. Your screen should now appear as:III. Specifying Equations for Your ModelNow that you have developed a complete stock, flow, and feedback representation of the deficit, you need to write equations for each of the variables. Equation formulation is a critical step in the process of model building and is a key part of the process of developing a rigorous understanding of the problem at hand.To begin writing equations, click on theA highlighted variable indicates that the equation for that variable is incomplete.Variables in system dynamics models are classified as either exogenous or endogenous. Exogenous variables are those that are not part of a feedback loop, while endogenous variables are members of at least one feedback loop. Your deficit model has three exogenous variables—Government Revenue, Other Government Expenses, and the Interest Rate—and four endogenous variables—Interest Payments, Total Government Expense, Net Federal Deficit, and the Federal Debt.Start by writing the equations for the exogenous variables. To begin, click on the highlighted variable Government Revenue. You then see the following dialog box:Good modeling practice requires that each equation in a model have three elements: the equation itself, specified units of measure, and complete documentation. You enter the equation in the box to the right of the = sign. You enter the unit of measure in the text field to the right of the word Units. Equation documentation or “comment” is entered in the box to the right of the word Comment.To write an equation for Government Revenue, click in the box to the right of the = sign. Assume that government revenue is constant, so that all you need to do is enter the appropriate number for government revenue. In 1988, government revenue was about 900 billion dollars annually, so type 900000000000 in the box. Alternatively, you can write 9e11, which is Vensim PLE shorthand for 9 * 1011.Now, fill in the units. Revenue is a flow variable, so the appropriate unit of measure for this equation is dollars/time unit. Because you already chose to run the model in time steps of 1 year, the appropriate unit is dollars/year. Type dollars/year in the units field. (The next time you specify the units for a variable in this model, dollars/year will appear in the units pull-down menu. You can click on the arrowhead to the right of the units field to see units already specified for other variables in the model, and then use the mouse to select the units from that list when appropriate.) Finally, provide a description of this equation in the comment field. A good comment will be brief, but it will also give the reader the logic behind the equation as well as state the key assumptions. For example, one might write for this equation:Government revenues are assumed to be constant and equal to 900 billiondollars annually based on the actual value in 1988.Your dialog box should now look like this:Click on OK or hit return and your diagram will look like this:Government Revenue is no longer highlighted because you have just specified its equation.Following the process above, write equations for the two other exogenous variables, Interest Rate and Other Government Expenses. Use the following information:Government expenses, excluding interest on the debt, were approximately 900 billion dollars in 1988.The interest rate paid on the national debt in 1988 was around 7%/year.Now that the equations for the exogenous variables are formulated, turn your attention to the endogenous variables. Writing equations for the stocks and the flows is a little different, so let’s do an example of each. First we formulate the equation for the stock, Federal Debt.Again, click on theThe following dialog box will be displayed:Unlike flows and constants, a stock requires that an additional element be specified in its formulation; after you specify the equation, you need to select an initial or starting value.You enter the equation for the stock in the box to the right of the word Integ. Integ stands for “integrate” and simply means that the stock at any moment in time is equal to the sum of all the inflows minus the sum of all the outflows plus the initial value. When you created the stock, flow, and feedback diagram, you connected the flow Net Federal Deficit to the stock Federal Debt. Vensim PLE captures this stock-flow dependency by providing a list of the required Variables to the stock Federal Debt on the right side of the equation dialog box. (The variable we are formulating, Federal Debt, itself also appears in the Variables box, but we focus on the input Net Federal Deficit. In general, you will never want to have the same variable onboth the left and right sides of an equation.)Because the model diagram shows the flow Net Federal Deficit feeding into the stock Federal Debt, Vensim has anticipated that the flow is an input to the stock equation and has placed the Net Federal Deficit variable name in the box to the right of Integ. If this is not the case in your version of Vensim PLE, then simply click in the box to the right of the Integ and then click on the variable Net Federal Deficit in the Variables box to write the equation for the change in Federal Debt. (Note:If Net Federal Deficit is not in the Variables box, then your model diagram is incorrect and needs to be changed—make sure the flow is attached to the stock).The Integ box should now look like this:Below the Integ box is the Initial Value box. Here you enter the initial condition or starting point for the stock. In 1988, the outstanding federal debt was approximately 2.5 trillion dollars, so enter 2500000000000 in the initial value box (alternatively you can write 2.5e12, which is Vensim PLE shorthand for 2.5 x 1012). The Initial Value box should look like this:Now the equation specification for the Federal Debt stock is complete. Your equation indicates that the federal debt is simply the accumulation of the Net Federal Deficit since 1988 added to the initial value.You still need to specify the unit of measure and document your equation in the comment field. The units should be fairly straightforward. The Federal Debt is a stock and its units are dollars. Useful comments briefly explain the structure of the equation and highlight the key assumptions made. A sample comment for Federal Debt is:The Federal Debt is the accumulation of the Net Federal Deficit plus theinitial value of the debt. The initial value is set to 2.5 trillion dollars,which was the approximate outstanding federal debt in 1988—the startingpoint for this simulation.Your dialog box should now look like this:。

系统动力学模拟软件Vensim使用指南严广乐张志刚（上海理工大学管理学院）在目前系统动力学专用的计算机模拟语言软件中，V ensim是界面非常友好的一种模拟工具，它的功能非常强大，可以运行方程数目达数千的大型模型，因此被人们广泛使用，如美国的国家模型等。

一、Vensim软件简介Vensim是美国Ventana Systems公司推出的在Windows操作平台下运行的系统动力学专用软件包，其版本在不断升级，目前最新的版本为V5.0c。

Vensim PLE是Ventana Systems公司提供的个人学习版，可到公司的网站上免费下载试用。

1.1 Vensim软件的主要特点Vensim是一款可视化的模型工具，使用该软件可以对动力学系统模型进行概念化、模拟、分析和优化。

Vensim PLE和PLE Plus是为简化系统动力学的学习而设计的Vensim的标准版本。

Vensim PLE提供了一个非常简单易用的基于因果关系链、状态变量和流图的建模方式。

Vensim用箭头来连接变量，系统变量之间的关系作为因果连接而得到确立，方程编辑器可以帮助方便地建立完整的模拟模型。

通过建立过程、检查因果关系、使用变量以及包含变量的反馈回路，可以分析模型。

当建立起一个可模拟的模型，Vensim可以从全局来研究模型的行为。

Vensim PLE适合于建立规模较小的系统动力学模型，而Vensim PLE Plus功能则更加强大，支持多视图，适合于大型的模型模拟。

Vensim提供了对所建模型的多种分析方法。

Vensim可以对模型进行结构分析和数据集分析，结构分析包括原因数分析、结果树分析和反馈回列表分析，数据集分析包括变量随时间变化的数据值及曲线图分析。

此外，Vensim还可以实现对模型的真实性检验，以判断模型的合理性，从而相应调整模型的参数或结构。

1.2 Vensim PLE的用户界面Vensim PLE的用户界面是标准的Windows应用程序界面。

第1章 概述1.1.系统动力学简介1956年，Jay W.Forrester 放弃了其在电机控制领域的研究，转而将反馈控制的基本原则用于社会经济学系统。

1961年，他在MIT工业管理学院研究公司管理问题，出版了其专著Industrial Dynomics, 这标志着这一学科的创立。

在过去的40年中，系统动力学有了长足的发展。

系统动力学的理论、思想方法和工具，对于分析社会经济中许多复杂动态问题非常有效。

另一方面，系统动力学的分析方法、建模方法、模拟方法和模拟工具比较规范，易于学习和应用。

1、事件－行为－结构在日常生活中，我们往往是从事件开始认识事物的。

例如股市暴涨暴跌，流行病发生，战争爆发等等。

事件一般是在固定的时间点上出现的。

我们要正确的认识事件，须要联系相关事件，并从它们的发展过程中去观察。

也即，要考察事件所在的行为模式。

行为模式是系统的外在表现，可表现为一系列的相关事件随事件的演变过程，是多个关联事件表现出的过去现在和未来。

例如，我们看到的经济的缓慢增长，利率的变化，失业率的波动等。

行为摸式是由系统的内部结构决定的。

结构是产生行为模式的物质的、能量的、信息的内在关系。

系统的结构决定其行为模式，而事件是行为模式的重要片段。

利用系统动力学分析问题，要由事件出发，分析系统的结构与行为模式的关系，以采取成功的政策和策略，调整系统结构，干预和控制系统，改善系统的行为模式，大大避免坏的事件的发生。

2、系统动力学处理问题的过程z提出问题：明确建立模型的目的。

即要明确要研究和解决什么问题。

z参考行为模式分析：分析系统的事件，及实际存在的行为模式，提出设想和期望的系统行为模式。

作为改善和调整系统结构的目标。

z提出假设建立模型：由行为模式，提出系统的结构假设。

由假设出发，设计系统的因果关系图，流图，并列出方程，定义参数。

从而将一系列的系统动力学假设，表示成了清晰的数学关系集合。

z模型模拟：调整参数，运行模型，产生行为模式。