系统动力学课 第四讲课件

第四讲系统动力学构模原理、方法和模型体系的演进第四讲系统动力学构模原理、方法和模型体系的演进4.1构模基本原理构思模型最基本的依据是前讲所述的系统动力学对系统、系统特性的一系列观点。系统的整体性、等级性与历时性系统的结构、功能与行为的辩证对立统一关系系统的行为模式主要根植于内部反馈结构与机制主导部分作用原理4.1构模基本原理构思模型最基本的依据是前讲所述的系统动力学4.1构模基本原理一个“明确”，三个“面向”明确目的：模型的任务是什么面向问题：面向客观系统所要解决的矛盾与问题面向过程：面向矛盾诸方面相互制约、相互影响所形成的反馈动态过程面向应用：面向模型的应用、政策实施4.1构模基本原理一个“明确”，三个“面向”4.1构模基本原理根据系统特性，在建模的构思、模拟与测试的全过程中，正确地使用分解与综合的原理系统动力学研究系统，强调面向问题和研究问题分析系统结构时，应由上到下、由粗到细、逐步分解系统4.1构模基本原理根据系统特性，在建模的构思、模拟与测试的全4.1构模基本原理模型是模拟分析研究实际系统的问题的“实验室”检验模型一致性、有效性的最终标准时客观实践4.1构模基本原理模型是模拟分析研究实际系统的问题的“实验室4.2系统的目的与系统界限4.1.1.系统动力学建模的主要目的从企业咨询SD模型研制者的要求角度，列出为提高复杂的企业管理系统模型有效性，所应恪守的一些原则：www.theme4.2系统的目的与系统界限4.1.1.系统动力学建模的主要目4.2系统的目的与系统界限课题选择突出要解决的主要问题问题对用户必须是最主要的目标必须是可信的4.2系统的目的与系统界限课题选择4.2系统的目的与系统界限建模过程尽可能让用户参加加速模型雏形的设计面向实际的需要进行模型真实性的测试在模型实际中考虑好模型有效性的测度问题，要与真实系统的测度相一致4.2系统的目的与系统界限建模过程4.2系统的目的与系统界限考虑更改的可能性设计模型时，考虑到更改的可能性考虑对其他系统可能的冲击和影响4.2系统的目的与系统界限考虑更改的可能性4.2系统的目的与系统界限4.2.2.边界系统的边界规定哪一部分应该划入模型，哪一部分不应该划入模型正确划出一条准则是把系统中的反馈回路考虑成闭合的回路。应力图把那些与建模目的关系密切、重要的量都划入边界，界限应该是封闭的。必要时还可以在定性分析的基础上辅以定量分析，以确定系统的主要变量与回路。4.2系统的目的与系统界限4.2.2.边界4.3问题的确定与模型构思4.3.1.确定问题与构思模型的一些原则明确建模的目的集中于问题与矛盾，而不是整个系统构思模型时的另一条原则是系统动力学仅处理那些随时间而变化或源自反馈结构的问题。4.3问题的确定与模型构思4.3.1.确定问题与构思模型的一4.3问题的确定与模型构思4.3.1.动态定义问题从系统动力学的观点来看，任何问题最好以随时间变化的变量图表示。如此用随时间变化的图形去描述问题的过程，可称为动态思考。当用图形描述是，并不要求构模者使用严格的数据或严谨的数学函数去绘图。在多数情况下，构模者或用户用图形严谨系统的动态行为时，最初可能尚无准确的数据，只是集中于变量随时间变化的趋势与模式研究。4.3问题的确定与模型构思4.3.1.动态定义问题4.3问题的确定与模型构思重要变量的动态行为时间坐标4.3问题的确定与模型构思重要变量的动态行为系统动力学课第四讲课件系统动力学课第四讲课件4.3问题的确定与模型构思参考模式借助图形思考当没有参考模式的时候4.3问题的确定与模型构思参考模式4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子块（或子系统）并描述它们之间物质与信息流的交链关系4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子块（或子系统）并描述它们之间物质与信息流的交链关系4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子系统动力学课第四讲课件系统动力学课第四讲课件4.5因果与相互关系回路图因果回路图(causalloopdiagram)有时候也被称为影响图(influencemap)、向图、因果关系图，普遍地用于构思模型的初始阶段。因果图中的记号因果图很适合下列目的：迅速表达你关于系统动态形成原因的假说引出并表达个体或团队的心智模型如果你认为某个重要反馈是问题形成的原因，你可以用CLD将这个反馈传达给他人4.5因果与相互关系回路图因果回路图(causalloo4.5因果与相互关系回路图一张因果图包含多个变量，变量之间由标出因果关系的箭头连接。在因果图中也会标出重要的反馈回路。4.5因果与相互关系回路图一张因果图包含多个变量，变量之间由4.5因果与相互关系回路图变量变量因果链极性因果链回路标识符：正的（增强型）回路回路标识符：负的（平衡型）回路回路标识符同相关回路朝同一个方向画圈4.5因果与相互关系回路图变量变量因果链极性因果链回路标识符正因果链在其他条件相同的情况下，如果X增加（减少），那么Y增加（减少）到高于（低于）原所应有的量4.5因果与相互关系回路图正因果链4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图负因果链在其他条件相同的情况下，如果X增加（减少），那么Y减少（增加）到低于（高于）原所应有的量4.5因果与相互关系回路图负因果链4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图注意：在因果链极性的定义中“高于（或低于）原来所能达到的程度”这个短语。原因变量并不一定意味着结果变量事实上将会增加。原因有二：一个变量往往有多种输入。出生速率=生育比例*人口数在评判单条因果链的极性时，假定所有其他变量都是恒定的。在评估系统的实际行为时，所有的变量同时互相作用，此时往往需要计算机模拟来追踪系统的行为并判断哪个回路占据主导作用。更重要的是，因果链并不区分状态变量和速率变量4.5因果与相互关系回路图注意：在因果链极性的定义中“高于（或低于）原来所能达到的程度（2）构建因果回路图的指导方针①标注因果链的极性一定要为图中的每个因果链标注极性若干因果链首尾相接形成的闭合路径就形成回路一个变量A的变化通过一个因果链组成的回路传输，最终又影响到变量A的过程成为反馈反馈一定是在一个回路中发生反馈是信息传输与回授反馈本身体现辩证的因果循环论4.5因果与相互关系回路图（2）构建因果回路图的指导方针4.5因果与相互关系回路图正反馈回路正反馈回路的特点是，发生于其回路中任何一处的初始偏离与动作循回路一周将获得增大与加强。正反馈回路可具有诸如非稳定的、非平衡的、增长的和自增强的多种特性。在实际系统中，就系统产生的后果而言，正反馈回路可导致良性循环与恶性循环两类。正反馈回路用“+”表示4.5因果与相互关系回路图正反馈回路4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图负反馈回路负反馈回路的特点是，它力图缩小系统状态相对于目标状态(或某平衡状态)的偏离。负反馈回路亦可称为稳定回路，平衡回路或自校正回路。负反馈回路用“—”表示。4.5因果与相互关系回路图负反馈回路4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图考虑产品对客户的吸引力，并将它作为产品不同属性的函数。为因果链确定极性。在产品的吸引力改变了对公司的需求时，会产生何种反馈回路？将这些回路添入图中，标注因果链和回路极性。产品吸引力质量价格交付延迟功能4.5因果与相互关系回路图考虑产品对客户的吸引力，并将它作为产品不同属性的函数。为因果②判断回路的极性快速方法：数负因果链的个数若反馈回路包含偶数个负的因果链，则其极性为正；若反馈回路包含奇数个负的因果链，则其极性为负。4.5因果与相互关系回路图②判断回路的极性4.5因果与相互关系回路图正确方法：沿回路跟踪变化的影响

判断回路极性的正确方法是沿回路跟踪一个变量的小小变化所带来的影响。如果反馈效果加强了原来的变化，就是正回路如果反馈效果抵消了原来的变化，就是负回路4.5因果与相互关系回路图正确方法：沿回路跟踪变化的影响4.5因果与相互关系回路图思考题思考题所有因果链都应当有明确的极性如果在为一条因果链确定清晰和明确的极性时有困难，通常意味着这两个变量之间有多条因果路径。4.5因果与相互关系回路图所有因果链都应当有明确的极性如果在为一条因果链确定清晰和明确③命名回路对回路进行命名，可以帮助读者理解回路的作用，并且为讨论提供有用的简称。4.5因果与相互关系回路图③命名回路4.5因果与相互关系回路图延迟延迟4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图④指出因果链图中的重要延迟延迟在动态的产生过程中非常重要。延迟使系统产生惰性，可能导致振荡，并且往往使政策的短期效果和长期效果刚好相反。因果图中应该包括对动态假设意义重大的延迟。4.5因果与相互关系回路图④指出因果链图中的重要延迟4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图⑤变量名变量名应当是名词或名词短语4.5因果与相互关系回路图⑤变量名4.5因果与相互关系回路图变量名必须有清晰的方向感4.5因果与相互关系回路图变量名必须有清晰的方向感4.5因果与相互关系回路图选择从常规意义上说方向为正的变量4.5因果与相互关系回路图选择从常规意义上说方向为正的变量4.5因果与相互关系回路图⑥有关因果回路图布局的告诫使用曲线来代表信息反馈让重要回路遵循圆形或椭圆路径合理组织图形，将交叉线减到最少不要在因果图的变量周围放置圆圈、六边形或其他符号4.5因果与相互关系回路图⑥有关因果回路图布局的告诫4.5因果与相互关系回路图⑦明确表示负反馈的目标所有负反馈都有其目标。目标是系统想要达到的状态，并且所有的负反馈通过把实际状态同目标状态相比较，然后对差异进行修正来发挥作用。4.5因果与相互关系回路图⑦明确表示负反馈的目标4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图（3）第五项修炼–––学习型组织的艺术与实务

成长的上限基模成长与投资不足基模舍本逐末基模恶性竞争（两败俱伤）基模富者愈富基模共同悲剧基模饮鸩止渴基模4.5因果与相互关系回路图（3）第五项修炼–––学习型组织的艺术与实务4.5因果成长的上限基模左边部分是促进成长的正反馈环右边部分是抑制成长的负反馈环刻画了各种组织运行的基本结构成长的上限基模左边部分是促进成长的正反馈环例子例子舍本逐末基模只注重症状解，不注重根本解舍本逐末基模只注重症状解，不注重根本解例子例子成长与投资不足基模上半部分为成长上限基模下半部分为投资不足负反馈环成长与投资不足基模上半部分为成长上限基模例子状况描述：如果公司或个人的成长接近上限时，可以投资在“产能”的扩充上，以突破成长的上限，再创未来。但是这种投资必须积极，且必须在成长降低之前，不然将永远无法做到。然而大部分的做法是将目标或绩效标准降低，来使投资不足“合理化”。如此一来，“慢郎中”的产能扩充进度势将难以应付“急惊风”的需求快速成长，而使绩效愈来愈差，最后可能使成长逆转而使需求大幅下滑。例子状况描述：例子早期警讯：“我们过去一直都是最好的，我们将来还会更好，但是我们现在必须储备资源，不要过度投资。”管理方针：如果确实有成长的潜能，应在需求之前尽速扩充产能，作为创造未来需要的一个策略。坚持远景，特别是关键绩效标准的衡量，和仔细评估产能是否足够支持未来潜在的需求。如果成长已经开始减缓，此时切忌再努力推动成长环，应致力于扩充产能并减缓成长的速度。例子早期警讯：例子企业实例：如将在第八章中介绍的人民航空公司案例，该公司发现自己不能建立赶上急速增加需求的服务能量，然而并没有及早投入更多的资源在训练上或减缓成长的速度。结果是服务品质恶化、外来的竞争升高而士气低落。为了要不被持续的压力打垮，公司愈来愈依赖暂时的解决方案，最后连人民航空原本忠实的旅客，也不再乐意搭乘了。例子企业实例：例子其他例子：●有些公司成长到了上限，服务或产品品质正日渐低落，却只指责同业的竞争，或自己的销售管理阶层维持销售业绩的努力不够，而不知应努力投资于产能之扩充。●仅有壮观的愿景，却从不实际地评量达成愿景所需要的时间与努力。●当经济快速成长时，如果不及早投资扩充运输、水利、电力、通讯等设施、储备充裕人力、修订法令制度等等需时颇长的“产能”，反而努力推动成长，往往使成长愈来愈困难，甚或逆转而快速下滑。●个人事业快速成长，然而身体健康或家庭和乐却长期投资不足，以致到后来无法继续支持甚至妨害事业的发展。例子其他例子：恶性竞争（两败俱伤）基模只把注意力放在对方的威胁上恶性竞争（两败俱伤）基模只把注意力放在对方的威胁上例子状况描述不论组织或个人，往往都认为要保有自己的福祉，必须建立在胜过对手的基础上。但这样会产生一个对立情势升高的恶性竞争；只要有一方领先，另一方就会感受到更大的威胁，导致它更加积极行动，重建自己的优势，一段时间之后，这又对另一方产生威胁，升高它行动的积极程度……。通常每一方都视自己积极的行为是为了防卫他方侵略的措施；但是每一方的防卫行动，造成逐渐提升到远超过任何一方都不想要的程度。例子状况描述例子早期警讯“要是我们的对手慢下来，那么我们就能停止打这场仗，去做其他事情。”管理方针寻求一个双赢政策，将对方的目标也纳入自己的决策考量。在许多例证中，一方积极采取和平行动，会使对方感觉威胁降低，能够倒转对立局势升高的情势。例子早期警讯例子企业实例一家公司开发出一款设计巧妙的婴儿车，轻便而易于携带，能够同时载三个婴儿。产品推出后，大受有稚龄孩童的家庭欢迎，此时另一家公司也推出类似的产品。几年之后，第一家公司因想击败对方的市场占有率而降价20％。过了一段时间，第二家公司发现销售下降，也降低价格。第一家公司接着跟进，更进一步降低价格。第二家公司的利润即使已经开始受到不利的影响，但一段时间之后，终于又采取相同的降价行动。几年过后，两家公司都只是勉强维持损益平衡，这种设计颇佳的婴儿车，也极可能因恶性竞争而从市场消失。例子企业实例富者愈富基模富者愈富基模富者愈富基模富者愈富基模例子状况描述两个活动同时进行，表现成绩相近，但为有限的资源而竞争。开始时，其中一方因得到稍多的资源而表现好些，便占有较多的优势去争取更多的资源，无意中产生了一个“增强环路”，于是表现愈来愈好；而使另一方陷入资源愈来愈少，表现也愈来愈差的反方向的“增强环路”。例子状况描述例子早期警讯两个使用同一资源的活动同时展开，其中一个活动、群体或个人开始做得很好，甚至蒸蒸日上，而另一个则陷于挣扎求生的状态。管理方针在决定两者之间的资源分配时，除了成绩表现这项标准外，更应重视整体均衡发展的更上层目标。在某些状况下，可以消除或减弱两者使用同一有限资源的竞争关系，尤其是一些无意中造成的不良竞争关系。有些状况可以将“同一”资源予以“区分”规划，以减少不必要的竞争。例子早期警讯例子企业实例某位管理者有两位不错的部属，他都希望加以提携。然而，有一次其中一位因病请假一个星期，此主管因此给另一位较多的机会。当第二位部属回来上班以后，这位管理者觉得有罪恶感而逃避他。相反的，第一位部属觉得受到肯定而充满干劲，因此得到更多的机会。第二位部属，觉得没有安全感，工作效率下降，所得到的机会更少。虽然两个人起初能力不分上下。最后，第二位部属离开了这家公司。例子企业实例例子其他例子●家庭生活与工作之间的冲突。家庭问题的起因常因工作很忙，需常常加班，因而家庭关系恶化，使回家愈来愈成为一件痛苦的事情，而更疏于关切家庭生活。●一家公司内部的两项产品，为有限的财务和管理资源而竞争。其中一个产品在市场上收到立竿见影的效果，因而获得更多的投资，而使另一项产品可用的资源愈来愈少；此时“增强环路”开始作用，而使得第一项产品愈来愈成功，而第二项产品则陷于困境。例子其他例子例子一个害羞的学生在学校一开始成绩就不好（可能是因为情绪问题或一个未被发现的学习障碍），而被贴上“学习缓慢”的标签，与外向的同学比较起来，他得到的鼓励与注意愈来愈少，成绩也就愈来愈差。如果父母也只是注重孩子的“表现”，但却缺乏耐心或忽略子女之间均衡发展，也常陷入类似的困境。例子一个害羞的学生在学校一开始成绩就不好（可能是因为情绪问题共同悲剧基模共同悲剧基模共同悲剧基模共同悲剧基模例子状况描述许多个体基于个别需求，共同使用一项很充裕、但有极限的资源。起初他们使用这项资源逐渐扩展，并产生“增强环路”而使成长愈来愈快，但后来他们的收益开始递减，且愈努力，成长愈慢。最后资源显著减少或告罄。例子状况描述例子早期警讯“过去充裕的情况如今已转趋困难。我必须更加努力以获取利益。”管理方针透过教育、自我管制以及同济的压力，或透过一个最好是由参与者共同设计的正式调节机制，以管理共同的资源。例子早期警讯例子企业实例一家公司负责不同辖区的几个部门，同意共用销售人员。如此统合运用，成效不错。每一个部门都由于有更大的销售力在必要时大力支援促销，业务蒸蒸日上，对于销售人员的需求也日渐增加。这造成共同销售人员的工作负担过高、绩效下降，以及流动率上升。没多久，销售人员因不满此情况而大量离职，而使每个部门都陷入销售力大减的困境。例子企业实例例子其他例子●在客户必须听来自同一家企业、六个不同部门的销售人员，为互相竞争的产品促销之后，对该企业的形象大打折扣。（“共有的资源”是该企业良好的形象。）●许多制造商争相和零售连锁商店签订合作的促销计划，起初成效不错，但是后来零售连锁商店被愈来愈多的合约问题与促销工作忙得喘不过气来，最后不是放弃跟某些制造商联合促销，便是在订定联营事业的条件中，只留给制造商很小的利润。●某些天然资源在各公司竞相开采的情形下急速耗竭，譬如许多矿产和鱼产。●各类的污染问题，从酸雨到臭氧耗损与温室效应。例子其他例子饮鸩止渴基模饮鸩止渴基模状况描述一个对策在短期内有效，长期而言，会产生愈来愈严重的后遗症，使问题更加恶化，可能会益发依赖此短期对策，难以自拔。状况描述早期警讯“这在以前似乎总是有效；为什么它现在不灵了？”管理方针眼光凝聚在长期焦点。如果可能的话，完全屏除那种短期对策。除非短期对策只是用来换取时间，以寻求更妥善的长期解决方案。早期警讯企业实例一家公司推出一组新的高性能零件，一开始非常成功。然而，总裁在想要使投资报酬率最大化的动机驱使下，他将订购昂贵新型生产机器的时间延后，投资报酬率立刻提高。但是制造的品质日渐滑落，造成低品质的不良声誉。后来连续几年，客户对此项产品的需求大幅下滑，报酬率缩水，使总裁更不愿投资在新的生产设备上，而陷入恶性循环。企业实例其他例子●以借钱的方式支付借款利息，在日后必须付出更多的利息。●减低维修预算以降低成本，终而导致更多的故障与较高成本，造成更高的降低成本压力。●任何逐渐上瘾且有严重后遗症的“解”。其他例子一家公司推出一组新的高性能零件，一开始非常成功。然而，总裁在想要使投资报酬率最大化的动机驱使下，他将订购昂贵新型生产机器的时间延后，投资报酬率立刻提高。但是制造的品质日渐滑落，造成低品质的不良声誉。后来连续几年，客户对此项产品的需求大幅下滑，报酬率缩水，使总裁更不愿投资在新的生产设备上，而陷入恶性循环。其他例子：●以借钱的方式支付借款利息，在日后必须付出更多的利息。●减低维修预算以降低成本，终而导致更多的故障与较高成本，造成更高的降低成本压力。●任何逐渐上瘾且有严重后遗症的“解”。一家公司推出一组新的高性能零件，一开始非常成功。然而，总裁在4.6流图法流图仿效阀门与浴缸的关系把速率与状态变量描述如图所示。SOURCE源SINK漏LEV状态IN输入率OUT输出率流图及其基本表达形式

水平变量(level)或称状态变量表示积累环节。“水平”的涵义系源自流体在容器中积存的液面高度，如水位。速率(rate)又称变化率，随着时间的推移，使水平变量的值增加或减少。系统动力学认为反馈系统中包含连续的、类似流体流动与积累的过程。4.6流图法流图仿效阀门与浴缸的关系把速率与状态变量描述如图劳动力的两状态流图劳动力队伍一般可分成两部分，一部分为已具有劳动技能的正式工人；另一部分为尚在培训的工人，培训需要一定时问，如半年或一年，称为培训延迟。离退率培训速度雇佣率工作人员培训人员劳动力的两状态流图劳动力队伍一般可分成两部分，一部分为已具有流图中的反馈回路流图中的反馈回路就系统整体来说，反馈回路事实上就是联系决策、行动、系统水平变量(系统的状态)以及信息再回到决策点的整个闭合回路。从图中可以看到，决策控制行动，行动影响系统状况，系统状态的新信息又将决策修改，如此不断进行。所以，系统的动态现象是由反馈回路的决策过程所形成的。流图中的反馈回路流图中的反馈回路就系统整体来说，反馈回路事实水平变量、速率变量水平变量的数值大小是表示某一系统变量在某一特定时刻的状况。速率变量表示某个水平变量变化的快慢。水平变量可以说是系统过去累积的结果，它是流入率与流出率的净差额。例如，水槽中的水量就是一个水平变量，水的多少主要由水的流入速率与流出速率的快慢决定，或者说，水平变量的大小就是系统内各种行动或活动结果的累积。水平变量本身不可能自我产生瞬间变化，它必须由速率变量的作用才能由某一个数值状态改变另一数值状态。水平变量、速率变量水平变量的数值大小是表示某一系统变量在某一系统动力学课第四讲课件系统动力学课第四讲课件4.7混合图4.7混合图4.8图解分析法——速率与状态关系作图法4.8图解分析法——速率与状态关系作图法4.8图解分析法——速率与状态关系作图法4.8图解分析法——速率与状态关系作图法4.8图解分析法——速率与状态关系作图法4.8图解分析法——速率与状态关系作图法ThankyouThankyou第四讲系统动力学构模原理、方法和模型体系的演进第四讲系统动力学构模原理、方法和模型体系的演进4.1构模基本原理构思模型最基本的依据是前讲所述的系统动力学对系统、系统特性的一系列观点。系统的整体性、等级性与历时性系统的结构、功能与行为的辩证对立统一关系系统的行为模式主要根植于内部反馈结构与机制主导部分作用原理4.1构模基本原理构思模型最基本的依据是前讲所述的系统动力学4.1构模基本原理一个“明确”，三个“面向”明确目的：模型的任务是什么面向问题：面向客观系统所要解决的矛盾与问题面向过程：面向矛盾诸方面相互制约、相互影响所形成的反馈动态过程面向应用：面向模型的应用、政策实施4.1构模基本原理一个“明确”，三个“面向”4.1构模基本原理根据系统特性，在建模的构思、模拟与测试的全过程中，正确地使用分解与综合的原理系统动力学研究系统，强调面向问题和研究问题分析系统结构时，应由上到下、由粗到细、逐步分解系统4.1构模基本原理根据系统特性，在建模的构思、模拟与测试的全4.1构模基本原理模型是模拟分析研究实际系统的问题的“实验室”检验模型一致性、有效性的最终标准时客观实践4.1构模基本原理模型是模拟分析研究实际系统的问题的“实验室4.2系统的目的与系统界限4.1.1.系统动力学建模的主要目的从企业咨询SD模型研制者的要求角度，列出为提高复杂的企业管理系统模型有效性，所应恪守的一些原则：www.theme4.2系统的目的与系统界限4.1.1.系统动力学建模的主要目4.2系统的目的与系统界限课题选择突出要解决的主要问题问题对用户必须是最主要的目标必须是可信的4.2系统的目的与系统界限课题选择4.2系统的目的与系统界限建模过程尽可能让用户参加加速模型雏形的设计面向实际的需要进行模型真实性的测试在模型实际中考虑好模型有效性的测度问题，要与真实系统的测度相一致4.2系统的目的与系统界限建模过程4.2系统的目的与系统界限考虑更改的可能性设计模型时，考虑到更改的可能性考虑对其他系统可能的冲击和影响4.2系统的目的与系统界限考虑更改的可能性4.2系统的目的与系统界限4.2.2.边界系统的边界规定哪一部分应该划入模型，哪一部分不应该划入模型正确划出一条准则是把系统中的反馈回路考虑成闭合的回路。应力图把那些与建模目的关系密切、重要的量都划入边界，界限应该是封闭的。必要时还可以在定性分析的基础上辅以定量分析，以确定系统的主要变量与回路。4.2系统的目的与系统界限4.2.2.边界4.3问题的确定与模型构思4.3.1.确定问题与构思模型的一些原则明确建模的目的集中于问题与矛盾，而不是整个系统构思模型时的另一条原则是系统动力学仅处理那些随时间而变化或源自反馈结构的问题。4.3问题的确定与模型构思4.3.1.确定问题与构思模型的一4.3问题的确定与模型构思4.3.1.动态定义问题从系统动力学的观点来看，任何问题最好以随时间变化的变量图表示。如此用随时间变化的图形去描述问题的过程，可称为动态思考。当用图形描述是，并不要求构模者使用严格的数据或严谨的数学函数去绘图。在多数情况下，构模者或用户用图形严谨系统的动态行为时，最初可能尚无准确的数据，只是集中于变量随时间变化的趋势与模式研究。4.3问题的确定与模型构思4.3.1.动态定义问题4.3问题的确定与模型构思重要变量的动态行为时间坐标4.3问题的确定与模型构思重要变量的动态行为系统动力学课第四讲课件系统动力学课第四讲课件4.3问题的确定与模型构思参考模式借助图形思考当没有参考模式的时候4.3问题的确定与模型构思参考模式4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子块（或子系统）并描述它们之间物质与信息流的交链关系4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子块（或子系统）并描述它们之间物质与信息流的交链关系4.4系统框图所谓框图就是用方块或圆圈简明地代表系统的主要子系统动力学课第四讲课件系统动力学课第四讲课件4.5因果与相互关系回路图因果回路图(causalloopdiagram)有时候也被称为影响图(influencemap)、向图、因果关系图，普遍地用于构思模型的初始阶段。因果图中的记号因果图很适合下列目的：迅速表达你关于系统动态形成原因的假说引出并表达个体或团队的心智模型如果你认为某个重要反馈是问题形成的原因，你可以用CLD将这个反馈传达给他人4.5因果与相互关系回路图因果回路图(causalloo4.5因果与相互关系回路图一张因果图包含多个变量，变量之间由标出因果关系的箭头连接。在因果图中也会标出重要的反馈回路。4.5因果与相互关系回路图一张因果图包含多个变量，变量之间由4.5因果与相互关系回路图变量变量因果链极性因果链回路标识符：正的（增强型）回路回路标识符：负的（平衡型）回路回路标识符同相关回路朝同一个方向画圈4.5因果与相互关系回路图变量变量因果链极性因果链回路标识符正因果链在其他条件相同的情况下，如果X增加（减少），那么Y增加（减少）到高于（低于）原所应有的量4.5因果与相互关系回路图正因果链4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图负因果链在其他条件相同的情况下，如果X增加（减少），那么Y减少（增加）到低于（高于）原所应有的量4.5因果与相互关系回路图负因果链4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图举例4.5因果与相互关系回路图注意：在因果链极性的定义中“高于（或低于）原来所能达到的程度”这个短语。原因变量并不一定意味着结果变量事实上将会增加。原因有二：一个变量往往有多种输入。出生速率=生育比例*人口数在评判单条因果链的极性时，假定所有其他变量都是恒定的。在评估系统的实际行为时，所有的变量同时互相作用，此时往往需要计算机模拟来追踪系统的行为并判断哪个回路占据主导作用。更重要的是，因果链并不区分状态变量和速率变量4.5因果与相互关系回路图注意：在因果链极性的定义中“高于（或低于）原来所能达到的程度（2）构建因果回路图的指导方针①标注因果链的极性一定要为图中的每个因果链标注极性若干因果链首尾相接形成的闭合路径就形成回路一个变量A的变化通过一个因果链组成的回路传输，最终又影响到变量A的过程成为反馈反馈一定是在一个回路中发生反馈是信息传输与回授反馈本身体现辩证的因果循环论4.5因果与相互关系回路图（2）构建因果回路图的指导方针4.5因果与相互关系回路图正反馈回路正反馈回路的特点是，发生于其回路中任何一处的初始偏离与动作循回路一周将获得增大与加强。正反馈回路可具有诸如非稳定的、非平衡的、增长的和自增强的多种特性。在实际系统中，就系统产生的后果而言，正反馈回路可导致良性循环与恶性循环两类。正反馈回路用“+”表示4.5因果与相互关系回路图正反馈回路4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图负反馈回路负反馈回路的特点是，它力图缩小系统状态相对于目标状态(或某平衡状态)的偏离。负反馈回路亦可称为稳定回路，平衡回路或自校正回路。负反馈回路用“—”表示。4.5因果与相互关系回路图负反馈回路4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图考虑产品对客户的吸引力，并将它作为产品不同属性的函数。为因果链确定极性。在产品的吸引力改变了对公司的需求时，会产生何种反馈回路？将这些回路添入图中，标注因果链和回路极性。产品吸引力质量价格交付延迟功能4.5因果与相互关系回路图考虑产品对客户的吸引力，并将它作为产品不同属性的函数。为因果②判断回路的极性快速方法：数负因果链的个数若反馈回路包含偶数个负的因果链，则其极性为正；若反馈回路包含奇数个负的因果链，则其极性为负。4.5因果与相互关系回路图②判断回路的极性4.5因果与相互关系回路图正确方法：沿回路跟踪变化的影响

判断回路极性的正确方法是沿回路跟踪一个变量的小小变化所带来的影响。如果反馈效果加强了原来的变化，就是正回路如果反馈效果抵消了原来的变化，就是负回路4.5因果与相互关系回路图正确方法：沿回路跟踪变化的影响4.5因果与相互关系回路图思考题思考题所有因果链都应当有明确的极性如果在为一条因果链确定清晰和明确的极性时有困难，通常意味着这两个变量之间有多条因果路径。4.5因果与相互关系回路图所有因果链都应当有明确的极性如果在为一条因果链确定清晰和明确③命名回路对回路进行命名，可以帮助读者理解回路的作用，并且为讨论提供有用的简称。4.5因果与相互关系回路图③命名回路4.5因果与相互关系回路图延迟延迟4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图④指出因果链图中的重要延迟延迟在动态的产生过程中非常重要。延迟使系统产生惰性，可能导致振荡，并且往往使政策的短期效果和长期效果刚好相反。因果图中应该包括对动态假设意义重大的延迟。4.5因果与相互关系回路图④指出因果链图中的重要延迟4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图⑤变量名变量名应当是名词或名词短语4.5因果与相互关系回路图⑤变量名4.5因果与相互关系回路图变量名必须有清晰的方向感4.5因果与相互关系回路图变量名必须有清晰的方向感4.5因果与相互关系回路图选择从常规意义上说方向为正的变量4.5因果与相互关系回路图选择从常规意义上说方向为正的变量4.5因果与相互关系回路图⑥有关因果回路图布局的告诫使用曲线来代表信息反馈让重要回路遵循圆形或椭圆路径合理组织图形，将交叉线减到最少不要在因果图的变量周围放置圆圈、六边形或其他符号4.5因果与相互关系回路图⑥有关因果回路图布局的告诫4.5因果与相互关系回路图⑦明确表示负反馈的目标所有负反馈都有其目标。目标是系统想要达到的状态，并且所有的负反馈通过把实际状态同目标状态相比较，然后对差异进行修正来发挥作用。4.5因果与相互关系回路图⑦明确表示负反馈的目标4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图4.5因果与相互关系回路图（3）第五项修炼–––学习型组织的艺术与实务

成长的上限基模成长与投资不足基模舍本逐末基模恶性竞争（两败俱伤）基模富者愈富基模共同悲剧基模饮鸩止渴基模4.5因果与相互关系回路图（3）第五项修炼–––学习型组织的艺术与实务4.5因果成长的上限基模左边部分是促进成长的正反馈环右边部分是抑制成长的负反馈环刻画了各种组织运行的基本结构成长的上限基模左边部分是促进成长的正反馈环例子例子舍本逐末基模只注重症状解，不注重根本解舍本逐末基模只注重症状解，不注重根本解例子例子成长与投资不足基模上半部分为成长上限基模下半部分为投资不足负反馈环成长与投资不足基模上半部分为成长上限基模例子状况描述：如果公司或个人的成长接近上限时，可以投资在“产能”的扩充上，以突破成长的上限，再创未来。但是这种投资必须积极，且必须在成长降低之前，不然将永远无法做到。然而大部分的做法是将目标或绩效标准降低，来使投资不足“合理化”。如此一来，“慢郎中”的产能扩充进度势将难以应付“急惊风”的需求快速成长，而使绩效愈来愈差，最后可能使成长逆转而使需求大幅下滑。例子状况描述：例子早期警讯：“我们过去一直都是最好的，我们将来还会更好，但是我们现在必须储备资源，不要过度投资。”管理方针：如果确实有成长的潜能，应在需求之前尽速扩充产能，作为创造未来需要的一个策略。坚持远景，特别是关键绩效标准的衡量，和仔细评估产能是否足够支持未来潜在的需求。如果成长已经开始减缓，此时切忌再努力推动成长环，应致力于扩充产能并减缓成长的速度。例子早期警讯：例子企业实例：如将在第八章中介绍的人民航空公司案例，该公司发现自己不能建立赶上急速增加需求的服务能量，然而并没有及早投入更多的资源在训练上或减缓成长的速度。结果是服务品质恶化、外来的竞争升高而士气低落。为了要不被持续的压力打垮，公司愈来愈依赖暂时的解决方案，最后连人民航空原本忠实的旅客，也不再乐意搭乘了。例子企业实例：例子其他例子：●有些公司成长到了上限，服务或产品品质正日渐低落，却只指责同业的竞争，或自己的销售管理阶层维持销售业绩的努力不够，而不知应努力投资于产能之扩充。●仅有壮观的愿景，却从不实际地评量达成愿景所需要的时间与努力。●当经济快速成长时，如果不及早投资扩充运输、水利、电力、通讯等设施、储备充裕人力、修订法令制度等等需时颇长的“产能”，反而努力推动成长，往往使成长愈来愈困难，甚或逆转而快速下滑。●个人事业快速成长，然而身体健康或家庭和乐却长期投资不足，以致到后来无法继续支持甚至妨害事业的发展。例子其他例子：恶性竞争（两败俱伤）基模只把注意力放在对方的威胁上恶性竞争（两败俱伤）基模只把注意力放在对方的威胁上例子状况描述不论组织或个人，往往都认为要保有自己的福祉，必须建立在胜过对手的基础上。但这样会产生一个对立情势升高的恶性竞争；只要有一方领先，另一方就会感受到更大的威胁，导致它更加积极行动，重建自己的优势，一段时间之后，这又对另一方产生威胁，升高它行动的积极程度……。通常每一方都视自己积极的行为是为了防卫他方侵略的措施；但是每一方的防卫行动，造成逐渐提升到远超过任何一方都不想要的程度。例子状况描述例子早期警讯“要是我们的对手慢下来，那么我们就能停止打这场仗，去做其他事情。”管理方针寻求一个双赢政策，将对方的目标也纳入自己的决策考量。在许多例证中，一方积极采取和平行动，会使对方感觉威胁降低，能够倒转对立局势升高的情势。例子早期警讯例子企业实例一家公司开发出一款设计巧妙的婴儿车，轻便而易于携带，能够同时载三个婴儿。产品推出后，大受有稚龄孩童的家庭欢迎，此时另一家公司也推出类似的产品。几年之后，第一家公司因想击败对方的市场占有率而降价20％。过了一段时间，第二家公司发现销售下降，也降低价格。第一家公司接着跟进，更进一步降低价格。第二家公司的利润即使已经开始受到不利的影响，但一段时间之后，终于又采取相同的降价行动。几年过后，两家公司都只是勉强维持损益平衡，这种设计颇佳的婴儿车，也极可能因恶性竞争而从市场消失。例子企业实例富者愈富基模富者愈富基模富者愈富基模富者愈富基模例子状况描述两个活动同时进行，表现成绩相近，但为有限的资源而竞争。开始时，其中一方因得到稍多的资源而表现好些，便占有较多的优势去争取更多的资源，无意中产生了一个“增强环路”，于是表现愈来愈好；而使另一方陷入资源愈来愈少，表现也愈来愈差的反方向的“增强环路”。例子状况描述例子早期警讯两个使用同一资源的活动同时展开，其中一个活动、群体或个人开始做得很好，甚至蒸蒸日上，而另一个则陷于挣扎求生的状态。管理方针在决定两者之间的资源分配时，除了成绩表现这项标准外，更应重视整体均衡发展的更上层目标。在某些状况下，可以消除或减弱两者使用同一有限资源的竞争关系，尤其是一些无意中造成的不良竞争关系。有些状况可以将“同一”资源予以“区分”规划，以减少不必要的竞争。例子早期警讯例子企业实例某位管理者有两位不错的部属，他都希望加以提携。然而，有一次其中一位因病请假一个星期，此主管因此给另一位较多的机会。当第二位部属回来上班以后，这位管理者觉得有罪恶感而逃避他。相反的，第一位部属觉得受到肯定而充满干劲，因此得到更多的机会。第二位部属，觉得没有安全感，工作效率下降，所得到的机会更少。虽然两个人起初能力不分上下。最后，第二位部属离开了这家公司。例子企业实例例子其他例子●家庭生活与工作之间的冲突。家庭问题的起因常因工作很忙，需常常加班，因而家庭关系恶化，使回家愈来愈成为一件痛苦的事情，而更疏于关切家庭生活。●一家公司内部的两项产品，为有限的财务和管理资源而竞争。其中一个产品在市场上收到立竿见影的效果，因而获得更多的投资，而使另一项产品可用的资源愈来愈少；此时“增强环路”开始作用，而使得第一项产品愈来愈成功，而第二项产品则陷于困境。例子其他例子例子一个害羞的学生在学校一开始成绩就不好（可能是因为情绪问题或一个未被发现的学习障碍），而被贴上“学习缓慢”的标签，与外向的同学比较起来，他得到的鼓励与注意愈来愈少，成绩也就愈来愈差。如果父母也只是注重孩子的“表现”，但却缺乏耐心或忽略子女之间均衡发展，也常陷入类似的困境。例子一个害羞的学生在学校一开始成绩就不好（可能是因为情绪问题共同悲剧基模共同悲剧基模共同悲剧基模共同悲剧基模例子状况描述许多个体基于个别需求，共同使用一项很充裕、但有极限的资源。起初他们使用这项资源逐渐扩展，并产生“增强环路”而使成长愈来愈快，但后来他们的收益开始递减，且愈努力，成长愈慢。最后资源显著减少或告罄。例子状况描述例子早期警讯“过去充裕的情况如今已转趋困难。我必须更加努力以获取利益。”管理方针透过教育、自我管制以及同济的压力，或透过一个最好是由参与者共同设计的正式调节机制，以管理共同的资源。例子早期警讯例子企业实例一家公司负责不同辖区的几个部门，同意共用销售人员。如此统合运用，成效不错。每一个部门都由于有更大的销售力在必要时大力支援促销，业务蒸蒸日上，对于销售人员的需求也日渐增加。这造成共同销售人员的工作负担过高、绩效下降，以及流动率上升。没多久，销售人员因不满此情况而大量离职，而使每个部门都陷入销售力大减的困境。例子企业实例例子其他例子●在客户必须听来自同一家企业、六个不同部门的销售人员，为互相竞争的产品促销之后，对该企业的形象大打折扣。（“共有的