优秀系统动力学ppt

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系统动力学课件与案例分析可编辑全文

能改善公司的成长，使得
以指数方式增长。
1企业成长与投资不足案例
❖ 系统边界的确定：划定系统边界应根据建模目的，把那些与所研究的问题关系密切的重要变量划入系统边界内。在此案例中，我们主要关注企业成长问题，研究影响企业营业收入的因素。根据案例介绍因此我们将仅仅研究企业的生产、市场、销售部门。不涉及其他部门，竞争对手等等。
(16)供应商生产率=DELAY3(供应商生产需求率，生产延迟) 单位：箱/周
2供应链中牛鞭效应
计算机仿真：
使用Vensim软件建立系统流图和填入方程式，就可以对系统进行仿真。建立仿真模型可以与现实对照，可以寻求削弱牛鞭效应的策略，可以预测系统未来的行为趋势。
仿真结果
2供应链中牛鞭效应
2供应链中牛鞭效应
2供应链中牛鞭效应
问题识别：本案例主要研究供应链中牛鞭效应，各个供应链节点库存积压，库存波动幅度比较大，不够稳定，导致供应链的成本居高不下，失去了竞争优势。因此急需采取措施来削弱牛鞭效应，从而能够降低整条供应链的成本，建立稳定的竞争优势。因此本案例通过啤酒游戏来对供应链进行仿真，从而为寻找较优的供应链结构来削弱牛鞭效应，降低成本。
2供应链中牛鞭效应
2供应链中牛鞭效应
❖ 建立仿真方程式： (1)市场销售率=1000+IF THEN ELSE(TIME>4，RANDOM
NORMAL(-200，200，0，100，4),0) 单位：箱/周 (2)零售商销售预测=SMOOTH(市场销售率，移动平均时间)
单位：箱/周 (3)零售商期望库存=期望库存持续时间×零售商销售预测
1企业成长与投资不足案例
1企业成长与投资不足案例
❖ 3.那么从上图可以看出正反馈回路使得营业收入增长，但

系统动力学建模 PPT

因果关系图
因果图重要性
• 因果关系图在构思模型的初级阶段起着非常重要的作用,它既可以在构模过程中初步明确系统中诸变量间的因果关系，又可以简化模型的表达，使人们能很快地了解系统模型的结构假设，使实际系统抽象化和概念化，非常便于交流和讨论。
流图法
• 流图法又叫结构图法,它采用一套独特的符号体系来分别描述系统中不同类型的变量以及各变量之间的相互作用关系。流图中所采用的基本符号及涵义见图
国民经济流转模型方框问和交流
10
因果关系图法
• 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是用因果链来连接的。因果链是一个带箭头的实线 (直线或弧线)，箭头方向表示因果关系的作用方向，箭头旁标有“+”或“-”号，分别表示两种极性的因果链。
• a．正向因果链 A→+B：表示原因A 的变化(增或减)引起结果B 在同一方向上发生变化(增或减)。
系统分析
• 这一步骤首先要对所需研究的系统作深入、广泛的调查研究，通过与用户及有关专家的共同讨论、交换意见，确定系统目标，明确系统问题，收集定性、定量两方面的有关资料和数据，了解和掌握国内外在解决类似系统问题方面目前所处的水平、状况及未来的发展动向，并对前人所做工作的长处与不足作出恰如其份的分析。对其中合理的思想和方法要注意借鉴、吸收，对其中不足之处要探究其原因，提出改进的设想。
模型的基本模块
• 根据系统动力学关于系统基本结构的理论，任何大规模的复杂系统都可以用多个系统基本结构按照特定的方式联结而成。系统的基本模块是典型基本结构的形式，也是由系统的基本单元、单元的运动以及单元的信息反馈三大部分组成。
• 了解和掌握系统基本模块的性能、特性和作用，有助于分析和构造系统模型，尤其是分析和构造大规模复杂系统的模型。

系统动力学的基本理论课件

详细描述
随着大数据技术的不断发展，越来越多的数据被收集并用于对系统进行建模和分析。数据驱动的系统动力学研究通过利用大数据技术，建立更加精确、全面的系统模型，并利用这些模型对系统的动态行为和演化规律进行深入分析和预测。
人工智能与系统动力学的融合研究
总结词
人工智能与系统动力学的融合研究是未来发展的重要方向之一，主要将人工智能技术应用于系统动力学建模和分析中。
系统动力学的基本理论
目录
• 系统动力学概述 • 系统动力学的基本概念 • 系统动力学建模 • 系统动力学应用领域 • 系统动力学研究展望
01
系统动力学概述
定义与特点
定义
系统动力学是一门研究系统动态行为的学科，它通过建立数学模型来模拟系统的行为和动态变化。
特点
系统动力学强调系统的整体性、动态性和反馈机制，通过分析系统的结构和行为之间的相互作用，来理解和预测系统的行为。
定义参数和常数
为微分方程中的参数和常数赋予实际意义和数值。
方程简化与推导
对微分方程进行化简和推导，得出更易于分析的模型方程。
模型验证与仿真
模型验证
对比模型预测结果与实际数据，检验模型的准确性和可靠性。
模型仿真
通过模拟不同输入条件下的系统行为，预测未来发展趋势和可能出现的状态。
敏感性分析
分析模型中各参数对系统行为的影响程度，找出关键因素和最优解。
详细描述
在实际问题中，许多系统都存在着多尺度特征，即在不同时间、空间尺度上表现出不同的行为和演化规律。系统动力学通过建立多尺度模型，研究不同尺度之间的相互作用和转化，揭示系统在不同尺度上的动态行为和演化规律。
数据驱动的系统动力学研究

系统动力学ppt课件

水平方程（L）、速率方程（R）、辅助方程（A）、常量方程（C）、初值方程（N）。
⑴水平方程：水平方程描述系统动力学模型中的存量（状态变量，LEVEL）变化的方程。
积分方程表述：
以上积分方程表示状态变量在t 时刻的值等于状态变量初始值加上在[0,t可]编这辑课段件时间净流量变化对时间的积累。 24
在系统动力学中用差分方程表述：
可编辑课件
25
⑵速率方程
速率方程是表示在时间间隔 DT 内流量是如何变化的或者是政策调控存量的决策规则。
在社会经济问题的决策中，决策者在内心都有一个对被研究系统的状态的心理预期，即在决策者心里什么情况下被研究系统是最好的，把心理预期和系统的现实情况作比较，就会出现状态偏差。
（一）系统动力学的理论基础
控制论
决策论
系统分析
仿真
反馈控制、自动调节、时间滞后和噪声干扰等。尤其是反馈控制理论
根据信息和评价准则，用数量方法寻找或选取最优决策方案，是运筹学的一个分
从系统的观点出发，采用各种分析工具和方法对问题进行研究。
仿真模型的建立，模型中变量、参数和常数的处理，仿真时间，仿真时钟的推进，仿真计算结果的存储和输出
通过上述过程完成了对系统结构的仿真，接下来就要寻找较优的系统结构。
可编辑课件
9
2.系统动力学的原理
寻找较优的系统结构被称作为政策分析或优化，包括参数优化、结构优化、边界优化。
参数优化就是通过改变其中几个比较敏感参数来改变系统结构来寻找较优的系统行为。
结构优化是指主要增加或减少模型中的水平变量、速率变量来改变系统结构来获得较优的系统行为。
所以，引入辅助方程，将复杂的方程分解简化，由系列方程替代一个复杂的方程，使用起来清晰明确。

系统动力学建模ppt课件

.
5
构模的基本工具
• 系统动力学的构模过程是一个由粗到精,由浅入深地将思维模型转化成数学模型和计算机模型的过程。在这个转化过程中，系统动力学有一整套有助于模型逐步量化的方法：方框图法、因果关系图法、流图法和图解分析法等。
• 这些方法各有不同的特点和功能，依次使用这些方法，就能够比较方便而又有效地将定性模型过渡到定量模型。
.
18
积分方程表达
• 从积累效应来看，状态变量的变化是一个积累的过程，因此可以积分方程来表达：
.
19
速率变量
• 速率变量的流图符号像一个阀门。速率变量控制着状态变量的变化，速率方程规定了这种控制的方式和强度。速率方程的构成比较灵活，没有固定的形式。
• 一般说来，速率方程可以是状态变量、辅助变量、外生变量等的代数组合。但是应该特别注意的是，状态变量对速率变量的作用关系不是通过物质的直接转移来实现的，而是通过状态变量变化的信息传递来实现的。确定速率方程的函数关系
.
6
方框图
• 系统框图是一种极其简单的系统描述方法。方框图中只有方框和带箭头的实线两种符号。方框表示系统的元素、子系统或功能块，方框中填上相应的名称、功能或说明。带箭头的实线表示各元素、各子块之间的相互作用关系、因果关系或逻辑关系，也可以表示流量的运动方向(流量写在实线旁)。
.
7
公司模型方框图
的过程。根据系统的等级性观点，系统可分解成多个相对独
立的子块，在每个子块中根据实际情况的需要定义出各类变
量。变量定义完以后，以那些与系统问题关系密切而又能代
表系统某一特征的所谓主要变量为中心展开。系统的状态变
量能够反映出系统的状态特征，所以状态变量通常是重要变

系统动力学的基本理论【共25张PPT】

思：一是指组成系统的各单元。二是指各单元间的作用与相互关系
。系统的结构标志着系统构成的特征。
• 系统的结构包含下述体系与层次：
（1）系统S范围的界限；
（2）子系统或子结构Si(i＝1，2，………p)；
（3）系统的基本单元，反馈回路的结构Ei（j＝1,2,………m ）；
（4）反馈回路的组成与从属成分：状态变量、速率变量、辅助变量等。
统的内部。
fraction spending to investment 2
non armament spending 2
Economic Capacity 2
capacity lifetime 2 capacity
target armament 2
desired strength ratio 2
initial economic capacity2
沿着反馈回路绕行一周，看回路中全部因果链
的积累效应，积累效应为正，则为正反馈回路，积
累效应为负，则为负反馈回路。
反馈系统就是相互联结与作用的一组回路。
（1）若反馈回路包含偶数个负的因果链，则其极性为正；（2）子系统或子结构Si(i＝1，2，………p)；
（1）正因果链：A→B＋
（4）反馈回路的组成与从属成分：状态变量、速率变量、辅助变量等。
3) 流图
IN 输入率
LEV 状态变量
OUT 输出率
图1.8 流图及其表示符号
• 流图包括：状态变量：Level 速率变量: Rate 辅助变量：Auxiliary 源: Sources 汇（漏或沟）: Sinks 物质流：实线 P43 信息链：虚线 P43 源和汇代表系统的环境，其他代表系
armament lifetime 2

系统动力学课件

要点二
系统模型建立
根据流图，建立相应的数学模型，包括变量、参数、方程等，描述系统的动态行为。
参数估计与模型检验
参数估计
根据历史数据和实际情况，估计模型中的参数值，使模型更加接近实际系统。
模型检验
通过对比模拟结果和实际数据，验证模型的准确性和有效性，对模型进行必要的调整和修正。
模型仿真与结果分析
VS
详细描述
iThink是一款具有创新性和灵活性的系统动力学软件。它提供了丰富的建模工具和功能，支持构建各种类型的系统模型，并能够进行仿真和分析。iThink还具有开放性和可扩展性，支持与其他软件进行集成和定制开发，满足用户的特定需求。
06
系统动力学案例分析
企业战略管理案例
总结词
通过系统动力学方法分析企业战略管理问题，探究企业战略制定和实施过程中的动态变化和反馈机制。
系统动力学课件
contents
目录
• 系统动力学概述 • 系统动力学的基本概念 • 系统动力学的应用领域 • 系统动力学建模方法与步骤 • 系统动力学软件介绍 • 系统动力学案例分析
01
系统动力学概述
系统动力学的定义
系统动力学：是一门研究系统动态行为的学科，它通过建立数学模型来描述系统内部各要素之间的相互作用和反馈机制，从而预测系统的未来状态和行为。
05
系统动力学软件介绍
STELLA
总结词
功能强大、广泛应用的系统动力学软件
详细描述
STELLA是一款功能强大的系统动力学软件，广泛应用于各个领域，如商业、教育、科研等。它提供了丰富的建模工具和功能，支持构建复杂的系统模型，并能够进行仿真和分析。STELLA具有友好的用户界面和易于学习的特点，使得用户能够快速上手并高效地构建和运行模型。

系统动力学流图PPT课件

人均住宅
＋
住宅建设速率
－＋
－
土地占用系数
－
＋
－
住宅
＋占用的土地
可利用的土地
住宅建设速率
住宅
人均住宅
可利用的土地
土地占用系数
占用的土地
31
考虑到住宅的拆除：住宅建设速率
－＋
－
人均住宅
土地占用系数
＋
－
＋
－
住宅
＋占用的土地
－
＋
拆除速率－住宅平均寿命
可利用的土地
住宅建设速率
住宅
住宅拆除速率
自然吸引力
人口
迁移速率
人均住宅
基本的移民---人均住宅流图
住宅
23
由于移民还有心理因素的影响，已经迁入的人口越多，想迁入的人数也会增加----这叫趋同效应。考虑到这一因素，因果关系图就变成：
自然吸引力＋
＋
人均住宅
＋
（－）－
＋迁移速率
（＋）
住宅
人口＋
加入移民心理因素的因果关系图
自然吸引力
3流图应用举例14ppt课件出生速率总人口死亡速率出生率平均寿命总人口出生速率出生率死亡速率平均寿命基本人口系统流图基本人口系统因果关系图15ppt课件死亡速率1儿童转移速率12青年人死亡速率2转移速率23老年人死亡速率3出生速率出生率改进后的人口系统因果关系图儿童青年人老年人死亡率1死亡率2死亡率3死亡速率1死亡速率2死亡速率3转移速率12转移速率23出生速率出生率转移率12转移率23改进后的人口系统流图16ppt课件订货库存量消费期望库存量基本库存系统因果关系图库存量订货速率库存调节时间消费速率基本库存系统流图期望库存库存偏差17ppt课件订货库存量消费期望库存量考虑订货提前期的库存系统因果关系图在途库存量库存量订货速率库存调节时间消费速率考虑订货提前期的库存系统流图期望库存库存偏差在途库存量发货速率订货提前期18ppt课件感染速率患病人数未患病人数地区总人口基本传染病系统因果关系图患病人数感染速率未患病人数地区总人口感染概率接触概率基本传染病系统流图19ppt课件潜伏期患者发病速率感染速率患病人数未患病人数地区总人口考虑潜伏期的传染病系统因果关系图潜伏期患者感染速率患病人数发病速率未患病人数地区总人口接触概率感染概率潜伏期考虑潜伏期的传染病系统流图20ppt课件住宅和人口模型假设有一个面积固定不变的地区除了地理位置气候和娱乐设施吸引游客外人均住宅数量对该地区人口增长也起着重大的影响作用

系统动力学模型课件

系统动力学模型的基本概念
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系统动力学模型的基本概念
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系统动力学模型的基本概念
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系统动力学模型的基本概念
锦
Institution.O沪深 theism by -m G
市场预测
在商业领域，系统动力学模型可以用于预测市场变化，帮助企业制定营销策略和调整生产计划。例如，预测市场需求、竞争态势、产品生命周期等。
优化决策
资源分配
系统动力学模型可以帮助决策者优化资源分配，提高资源利用效率。例如，在有限的预算下，合理分配资金、人力、物资等资源，实现效益最大化。
决策支持
系统动力学模型可以为决策者提供决策支持，帮助其分析不同方案的可能影响。通过模拟不同方案的效果，决策者可以更好地权衡利弊，做出更明智的决策。
详细描述
供应链管理模型通过模拟供应链中供应商、制造商、分销商和零售商等各环节的动态行为，优化供应链的性能，提高企业的竞争力。该模型可以用于制定采购、生产、物流等方面的策略，降低成本、提高效率。
人口增长模型
总结词
人口增长模型是系统动力学中用于模拟人口增长过程的模型。
详细描述
人口增长模型通过模拟人口出生率、死亡率、迁移率等动态因素，预测未来人口数量和结构的变化。该模型可以用于制定人口政策、资源分配和经济发展等方面的策略，促进人口与环境的协调发展。
要点二
详细描述
在设定参数与初始条件时，需要依据实际情况和可获取的数据，为模型中的参数和初始条件进行合理的赋值。这些参数和初始条件将直接影响模型的模拟结果，因此需要谨慎选择和验证。

系统动力学课件与案例分析系统仿真PPT

系统动力学采用定性和定量相结合的方法，通过对系统的结构和行为进行深入分析，揭示系统的内在规律和动态行为。
系统动力学的发展历程
20世纪60年代
系统动力学开始应用于城市规划、环境科学、交通工程等领域。
A 20世纪50年代
美国麻省理工学院的福瑞斯特教授创立了系统动力学，最初应用于企
业管理领域。
系统动力学课件与案例分析系统仿真
contents
目录
• 系统动力学概述 • 系统动力学模型 • 系统仿真 • 案例分析 • 结论与展望
01 系统动力学概述
系统动力学的定义
系统动力学：是一门研究系统动态行为的学科，它通过建立动态模型来模拟系统的行为和性能，并利用这些模型进行系统分析和优化。
预测与优化
系统动力学和系统仿真能够预测系统的未来状态，并通过优化模型参数和结构来改善系统性能，提高资源利用效率和系统运行效果。
系统动力学与系统仿真的未来发展
智能化技术
随着人工智能和机器学习技术的发展，系统动力学和系统仿真将进一步智能化，能够自动学习和优化模型参数，提高模拟的准确性和效率。
详细描述
系统方程式通常采用微分方程或差分方程的形式，描述系统中各变量之间的动态变化关系。通过建立系统方程式，可以模拟系统的动态行为，并预测未来系统的状态变化。
03 系统仿真
系统仿真的定义与目的
定义
系统仿真是一种通过建立数学模型和计算机程序来模拟真实系统行为的方法。
目的
系统仿真的目的是为了理解系统的动态行为，预测系统未来的发展趋势，优化系统性能，以及解决复杂系统的问题。
因果关系图
总结词
因果关系图是系统动力学模型中的另一种可视化工具，用于描述系统中各变量之间的因果关系。

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21 Chp4 主要方程
A AVSHIP.K=SMOOTH(SHIP.KL,TAS) C TAS=3 R SHIP.KL=AVD.K+SINVADJ.K+TEST1.K A TEST1.K=RANGE*RANDOM(0.1，0,9，0) C RANGE=50 L SINV.K=SINV.J+DT*(SRECEIVE.JK-SALE.JK) N SINV=10 R SRECEIVE.KL=DELAY1(SHIP.KL,SDEL) C SDEL=0.2 R SALE.KL=NS+TEST2.K A TEST2.K=RANGE1*RANDOM(0.1，0.9，0) C RANGE1=30 A SINVADJ.K=(SDINV-SINV.K)/SIATC C SIAT=1 N SDINV=15 A AVD.K=SMOOTH(SALE.KL,STAS) C STAS=2 DT=0.25/LENGTH=50/SAVPER=1/PRTPER=5/PLTPER=2
2
从因果关系图可以看出，当配送中心的订货量越多，供应商的交货量也越多，配送中心库存量就越大，库存越大那么为了保持一定的库存量，对库存调节的增量就越小，而调节量越小配送中心的订货量就越小。同时对零售商超市的发货量也影响配送中心的库存量。零售商超市配送中心发货量越大，到超市的货物量就越多，道德货物量越多，其仓库的库存越大，为保持超市库存就要对超市的库存量进行调节，其调节量越小，配送中心对超市的发货了就越少。
7 Chp1 研究背景
1.2 目的
运用系统动力学模型用模拟来确定配送中心的订货量和库存量。
• 通过配送中心供应当天的配送需求。这就对配送中心提出了较高的要求，它必须要及时为超市配送货物，否则将无法满足超市的实际需求，还会影响企业的信誉和服务质量。配送中心要有足够的库存和运输车辆以便及时能为超市发货，也就是要达到IT的要求。但是配送中心的仓库面积毕竟有限，不可能无限量的存储某一货物，这就需要确定一个合适的库存量。
超市配送中心库存策略
目录页
CONTENTS PAGE
Chp1
Chp2
Chp3
Chp4
研究背景模型的建立建立流程图主要方程
Chp5
模型的运行及计算结果
Chp6
结论与建议
Chp7
补充
过渡页
TRANSITION PAGE
Chapter.1
研究背景
6 Chp1 研究背景
1.1
连锁超市
Chapter.2
模型的建立
11 Chp2 配送中心与超市库存系统动力学模型的建立
确定SD模型系统边界
1
订货管理系统，包含变量配送中心订货率、超市收货率、超市销售率；库存调节系统，包括配送中心库存量、超市库存量、配送中心期望库存、库存调节时间、配送中心库存调节率；发货管理系统，包括配送中心发货率等
过渡页
TRANSITION PAGE
Chapter.4
主要方程
20 Chp4 主要方程
现在我们假设有这样一家配送中心和超市，该
配送中心要为此超市配送服装。配送中心原有此
种服装400件，超市原有库存10件。该种服装每
周的销售量是500件。厂商交货给配送中心的延
迟时间为2周，配送中心给超市送货的延迟时间为
• 从20世纪50年代开始，连锁超市成为一种新型的零售业态。通过专业化、规模效应和分工优势，连锁经营正逐渐成为世界零售业的发展趋势和主流。20世纪90 年代中期，我国连锁企业开始快速发展，不少企业已经开始做大做强，显示出巨大的的竞争力。但也有多企业在经历短暂的快速发展之后又过早的衰败。
22 Chp4 主要方程
下面为各变量的表示方式和单位：
ORDER——配送中心订货率（件/周） INVADJ——配送中心调节率（件/周）
STAS———需求量平滑时间（周） TAS——发货率平均时间（周）
INV———配送中心库存量（件） DIC——期望库存覆盖时间（周）
NS———正常销售率（件/周）
SDINV——超市期望库存（件）
14 Chp2 配送中心与超市库存系统2
同时，超市的销售量也影响着超市的库存。这样在因果关系图中出现了两个负反馈环，而负反馈环力图控制环中的变量趋于稳定。因果关系图中的这两个负反馈环恰好能使整个系统趋于稳定，避免了订货量及发货量的激增而导致系统恶化。
15 Chp2 配送中心与超市库存系统动力学模型的建立
2
过渡页
TRANSITION PAGE
Chapter.3
建立流程图
17 Chp3 建立流程图
18 Chp3 建立流程图
变量类型状态变量速率变量
辅助变量常量
模型变量汇总表
变量名称配送中心库存量、超市库存量
订货率、配送中心发货率、超市销售率
配送中心库存调节、配送中心收货率、随机函数、超市收货率配送中心期望库存、配送中心调节时间、延迟时间
8 Chp1 研究背景
1.3系统动力学的建模步骤：
系统动力学的建模步骤
1
2
3
4
5
确定系统分析的目的
确定系统边界，既系统分析涉建立因果关及的对象和范系图和流图围
写出系统动力学方程
进行仿真试验和计算
9 Chp1 研究背景
1.4对系统动力学仿真模型建立过程
过渡页
TRANSITION PAGE
12 Chp2 配送中心与超市库存系统动力学模型的建立
建立配送中心因果反馈模型
2
一般在建立模型时首先要画出动态系统的因果关系图，从该图中我们可以得到系统中各部分相互影响的基本关系，对整个系统的发展情况有一个大致了解
13 Chp2 配送中心与超市库存系统动力学模型的建立
建立配送中心因果反馈模型
0.2周。其它初始变量在下面的方程中有所体现。
INVENTORY L INV.K=INV.J+DT*(RECEIVE.JK-SHIP.JK) N INV=400 R RECEIVE.KL=DELAY3(ORDER.KL,DEL) C DEL=2 R ORDER.KL=(AVSHIP.K+INVADJ.K) A INVADJ.K=(DSINV-INV.K)/IAT C IAT=2 N DSINV=DIC*NS1 C DIC=1.3，NS1=500