系统动力学简介和其在物流中心选址研究上的运用.pptx

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style,系统动力学介绍及其在区域物流中心选址研究上利用,第1页,Contents,1,系统动力学原理,2,系统动力学分析问题步骤,3,系统动力学基本概念,4,5,系统动力学实际案例,第2页,1.,系统动力学原理,系统动力学是一门分析研究信息反馈系统学科。它是系统科学中一个分支，是跨越自然科学和社会科学横向学科。,系统动力学基于系统论，吸收控制论、信息论精华，是一门认识系统问题和处理系统问题交叉、综合性新学科。,从系统方法论来说，系统动力学方法是结构方法、功效方法和历史方法统一。,第3页,人们在求解问题时都是想取得较优处理方案，能够得到较优结果。所以系统动力学处理问题过程实质上也是寻优过程，来取得较优系统功效。系统动力学,强调系统结构并从系统结构角度来分析系统功效和行为,，系统结构决定了系统行为。所以系统动力学是经过寻找系统较优结构，来取得较优系统行为。,1.,系统动力学原理,第4页,系统动力学寻找较优结构方法：,系统动力学把系统看成一个含有多重信息因果反馈机制。所以系统动力学在经过剖析系统，取得深刻、丰富信息之后建立起系统,因果关系反馈图,，之后再转变为,系统流图,，建立,系统动力学模型,。最终经过仿真语言和仿真软件对系统动力学模型进行计算机模拟，来完成对真实系统结构仿真。,1.,系统动力学原理,第5页,Contents,1,系统动力学原理,2,系统动力学分析问题步骤,3,系统动力学基本概念,4,5,系统动力学实际案例,第6页,2.,系统动力学基本概念,系统,:,一个由相互区分、相互作用各部分,(,即单元或要素,),有机地联结在一起，为同一目标、完成某种功效集合体。,反馈,:,系统内同一单元或同一子块其输出与输入间关系。对整个系统而言，“反馈”则指系统输出与来自外部环境输入关系。,第7页,反馈系统：,反馈系统就是包含有反馈步骤与其作用系统。它要受系统本身历史行为影响，把历史行为后果回授给系统本身，以影响未来行为。如库存订货控制系统。,反馈回路,：反馈回路就是由一系列因果与相互作用链组成闭合回路或者说是由信息与动作组成闭合路径。,2.,系统动力学基本概念,第8页,3.,系统动力学基本概念,因果回路图,(CLD):,表示系统反馈结构主要工具，因果图包含多个变量，变量之间由标出因果关系箭头所连接。变量是由因果链所联络，因果链由箭头所表示。,因果链极性：每条因果链都含有极性，或者为正,(+),或者为负（,-,）。极性是指当箭尾端变量改变时，箭头端变量会怎样改变。极性为正是指两个变量改变趋势相同，极性为负指两个变量改变趋势相反。,期望水位,水位差,决定添水,斟水速率,杯中水位,+,+,-,+,+,第9页,反馈回路极性,：反馈回路极性取决于回路中各因果链符号。回路极性也分为正反馈和负反馈，正反馈回路作用是使回路中变量偏离增强，而负反馈回路则力图控制回路变量趋于稳定。,确定回路极性方法,若反馈回路包含偶数个负因果链，则其极性为正；,若反馈回路包含奇数个负因果链，则其极性为负。,2.,系统动力学基本概念,第10页,系统流图,：表示反馈回路中各水平变量和各速率变量相互联络形式及反馈系统中各回路之间互连关系图示模型。,水平变量,：也被称作状态变量或流量，代表事物,(,包含物质和非物质,),积累。其数值大小是表示某一系统变量在某一特定时刻情况。能够说是系统过去累积结果，它是流入率与流出率净差额。如：,杯中水位,。它必须由速率变量作用才能由某一个数值状态改变另一数值状态。,速率变量,：,又称改变率，伴随时间推移，使水平变量值增加或降低。速率变量表示某个水平变量改变快慢。如：,斟水速率,。,杯中水位由斟水速率作用才能发生改变。,2.,系统动力学基本概念,第11页,水平变量和速率变量符号标识：,水平变量用矩形,表示，详细符号中应包含有描述输入与输出流速率流线、变量名称等。,速率变量用阀门符号表示,，应包含变量名称、速率变量控制流流线和其所依赖信息输入量。,2.,系统动力学基本概念,第12页,系统动力学一个突出优点在于它能处理高阶次、非线性、多重反馈复杂时变系统问题。,高阶次,：系统阶数在四阶或五阶以上者称为高阶次系统。典 型社会一经济系统系统动力学模型阶数则约在十至数百之间。如美国国家模型阶数在两百以上。,多重回路,：复杂系统内部相互作用回路数目普通在三个或四个以上。诸回路中通常存在一个或一个以上起主导作用回路，称为主回路。主回路性质主要地决定了系统内部反馈结构性质及其对应系统动态行为特征。主回路并非固定不变，它们往在在诸回路之间随时间而转移，结果造成改变多端系统动态行为。,2.,系统动力学基本概念,第13页,非线性：,线性指量与量之间按百分比、成直线关系，在空间和时间上代表规则和光滑运动；而非线性则指不按百分比、不成直线关系，代表不规则运动和突变。线性关系是互不相干独立关系，而非线性则是相互作用，而正是这种相互作用，使得整体不再是简单地等于部分之和，而可能出现不一样于“线性叠加”增益或亏损。实际生活中过程与系统几乎毫无例外地带有非线性特征。正是这些非线性关系耦合造成主回路转移，系统表现出多变动态行为。,2.,系统动力学基本概念,第14页,Contents,1,系统动力学原理,2,系统动力学分析问题步骤,3,系统动力学基本概念,4,系统动力学实际案例,第15页,问题识别。在于经过分析要进行仿真系统，找出所要处理问题，也就要进行仿真目标。,确定系统边界。即系统分析包括对象和范围。因为一个系统不但和环境相关系，同时也和其它系统有联络，这么在分析这个系统就要把它和其它系统以及环境区分开来，也就是要找到系统边界。,建立系统因果关系图，在这个过程中关键在于分析系统中要素，以及要素之间关系，从而建立系统因果关系图。,3.,系统动力学分析问题步骤,第16页,建立系统流图，这个过程是建立在因果关系图基础上，关键在于识别出水平变量、速率变量，而这些变量识别要跟研究问题而定，没有什么很好规则去识别，从而画出系统流图。,写出系统动力学方程,进行仿真试验和计算等（,Vensim,软件）。,结果分析评定与模型检验,第17页,系统动力学过程图,问题识别,因果关系图,确定系统边界,系统流图,系统动力学方程,仿真试验,与模型检验,3.,系统动力学分析问题步骤,第18页,Contents,1,系统动力学原理,2,系统动力学分析问题步骤,3,系统动力学基本概念,4,5,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第19页,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,1,、问题识别。在本案例中，目标就是找出物流中心选址最正确位置。,2,、系统边界确实定。在本案例中，系统边界即影响物流中心选址要素以及它们之间互动关系。关键要素有：生产要素、需求要素、相关支持性产业和企业战略、企业结构、同业竞争,;,辅助要素为机会、技术和政府,;,另外还能够有可连续指标。这些要素之间存在复杂互动关系,它们相互作用推进整个系统向前发展。,第20页,比如,当没有配套物流公共基础设施时,物流企业便无法满足客户需求,从而造成需求转移,致使整个区域物流业拉动力减小,;,一样,假如竞争形态不健康,整个区域物流业就不会激励出创新动力,也不会利于区域物流业发展。另外,辅助要素之 间及其与关键要素之间只存在相互促进关系,没有相互依赖关系。据此，建立系统动力学模型框图。,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第21页,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,物流中心选址系统动力学模型框图,第22页,3,、因果关系图,物流中心选址受到各种原因影响,这些原因作用力总和就是评判备选区域是否适于建设物流中心依据,用,区域竞争力,来表示这一概念。把握区域竞争力动态发展规律,明确区域竞争力系统中各要素作用及其相互间因果关系,找出影响区域竞争力系统发展主要反馈回路,将,系统要素、指标和系统基本结构框图结合起来,利用系统动力学相互与因果关系分析方法,得到因果与相互关系图。,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第23页,在结构复杂因果与相互关系图时,为了全方面考虑系统各要素可利用鱼骨分析法,.,鱼骨分析法是一个系统地确认全部可能造成问题,(,后果,),产生原因方法,.,鱼骨分析通常首先确立造成 问题直接原因,然后再确立造成这些原因原 因,如此继续直到确认了全部可能原因并作出类似,鱼骨鱼骨图为止。,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第24页,因果与相互关系图,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第25页,因果与相互关系图包含三个反馈环,:,(1),需求反馈,.,包含两个正反馈环,描 述了区域竞争力、物流业投资、物流业 比重、物流业年增加率、产业结构与需求条件间互动关系,.,需求增加直接作用于 区域竞争力,使备选区域竞争力也增加,.,而区域竞争力加强必会带来物流业繁荣和投资增加,使物流业年增加率及物流业在区域生产总值中所 占比重增加,从而又促进物流需求增加。,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第26页,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第27页,(2),生产反馈,.,也包含 两个正反馈环,描述了区域竞争力、物流业投资、物流公共设施、人力资源、生产要素之间互动关系,.,对物流公共设 施及人力资源投资增加,提升 了生产要素整体水平,.,生产要素则是物流中心选址时必须考虑主要原因,其整体水平上升使区域竞争力增强,从而又会带来更多投资,.,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第28页,(3),同业竞争为负反馈环,.,同业竞争要素增加会促进区域竞争力加强,而物流企业数越多,表示竞争越激烈,对物流中心选址起到负面作用,同业竟争要素标准分值则越小。,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第29页,4,、流图,因果与相互关系分析目标是确立反馈结构结构图,即流图,描述了影响反馈系统动态性能积累效应,.,流图元件结构要素分为变量要素和关联要素两大类,.,变量要素有状 态变量、决议变量、辅助变量和常数等,;,关联要素有物质链和信息链,.,这些要素按一定次序排列即组成反馈结构结构图,.,状态变量是描述系统积累效应变量,状态变量值是系统中从初始时刻到特定时刻物质流动或信息流动堆积或累积结果,.,决议变量是描述系统积累效应改变快慢变量,其值取决于信息反馈决议,.,从信息源到决议行动之间,若引进变量辅助表示信息反馈决议,这种变量统称为辅助变量,.,常数是描述系统中不随时间改变而改变量。,系统动力学流图是详细表示因果反馈回路,把水平方程、速率方程和辅助方程联络起来 图示伎俩。,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第30页,系统动力学模型流图,第31页,5,、系统动力学方程,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第32页,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第33页,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第34页,4.,系统动力学在,物流中心选址,中利用,第35页,5.,参考文件,1,郑吉春、张文杰、汪 晓霞,.,区域物流中心选址系统动力,学分析,J.,北京科技大学学报,28(2):203-2-6.,2,龚雷,.,汽车物流成本优化模型研究,D.,武汉：武汉理工大学，,.,3,钱坤,.,基于,VMI,和丁,PL,汽车整车销售物流系统研究,D.,镇江,;,江苏大学，,.,第36页,Thank You!,第37页,