第四节 系统动力学理论

1．系统动力学对系统的认识

系统动力学认为，系统由单元的运动和信息组成，单元是系统存在的现实基础，而信息在系统中发挥着关键的作用。有赖于信息，系统的单元才形成结构，单元的运动才形成系统统一的行为与功能，也就是说系统是结构与功能的统一体。系统动力学所研究的系统的单元可以包含人及其活动。

2．系统动力学的含义

系统动力学(System Dynamics, SD)由美国麻省理工斯隆管理学院福瑞斯特(Jay.W.Forrester)教授于1956年创立，是系统科学理论与计算机仿真紧密结合，研究系统反馈结构与行为的一门科学，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉性、综合性学科。

系统动力学在学科的定义上是一门研究信息反馈系统的科学，是系统科学和管理科学的一个分支。在其应用上，系统动力学是作为沟通自然科学和社会科学的横向学科出现的。系统动力学理论的基本点鲜明地表明了它唯物的、系统的、辩证的特征，它突出强调系统、整体的观点，联系、发展、运动的观点。系统动力学的研究对象主要是开放系统，包括简单系统，但其主要研究对象是社会、经济、生态等复杂系统及其复合的各类复杂大系统。

系统动力学运用系统结构决定系统功能的原理，将系统构成结构、功能的因果关系模型，利用反馈、调节和控制原理进一步设计反映系统行为的反馈回路，最终通过建立计算机仿真模型并借助于计算机仿真定量研究高阶次、非线性、多重反馈复杂时变系统的系统分析技术，实现结构、功能、历史相结合。所以系统动力学解决问题的过程实质是寻优过程，其最终目的是寻找系统的较优结构，以求较优的系统功能。

3．系统动力学的基本概念

(1)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增加引起B 减少，则为负因果关系。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。

(2)积累。将社会经济状态变化视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。

(3)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。

(4)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。