Системная динамика
Системная динамика — направление в изучении сложных систем, исследующее их поведение во времени и в зависимости от структуры элементов системы и взаимодействия между ними. В том числе: причинно-следственных связей, петель обратных связей, задержек реакции, влияния среды и других. Особое внимание уделяется компьютерному моделированию таких систем.
История
Системная динамика была создана в середине 1950-х годов Джеем Форрестером из МТИ. Его первоначальной целью было применить научный и инженерный опыт к выяснению фундаментальных причин успеха и провала корпораций. Возникновение идей, приведших к созданию системной динамики, было спровоцировано его сотрудничеством с компанией General Electric в течение 1950-х. В то время менеджеры GE были озадачены колебаниями числа рабочих на одном из заводов в Кентукки, период которых составлял три года. Бизнес-циклы были признаны недостаточным объяснением этих колебаний. Путём ручного просчета структурной модели завода, включавшей организационную модель принятия решений о найме и увольнении работников, Форрестер сумел показать, что нестабильность числа рабочих была вызвана внутренней структурой фирмы и не была обусловлена никакими внешними факторами, такими как бизнес-циклы. Эта работа послужила началом системной динамики.
В течение конца 1950-х и начала 1960-х Форрестер с командой аспирантов продвинул системную динамику от ручных вычислений до формального компьютерного моделирования. Весной 1958 Ричард Беннет создал первый язык моделирования методом системной динамики, названный им SIMPLE (Simulation of Industrial Management Problems with Lots of Equations, или Моделирование Проблем Промышленного Менеджмента Совокупностью Уравнений). В 1959 Филлис Фокс и Александр Пух написали первую версию DYNAMO (DYNAmic MOdels), улучшенную версию SIMPLE, вследствие чего язык системной динамики стал промышленным стандартом на следующие тридцать лет. В 1961 году Форрестер опубликовал первую, ставшую классической, книгу «Индустриальная динамика».
До конца 1960-х системная динамика применялась исключительно к корпоративно-управленческим проблемам. Однако в 1968 году произошла встреча Форрестера с Джоном Коллинзом, бывшим мэром Бостона, в результате чего была написана книга «Динамика города», раскрывающая применение метода к моделированию города как динамической системы.
Вскоре после этого возникла ещё одна область применения системной динамики. В 1970 года Форрестер был приглашен на встречу Римского клуба в Берне, Швейцария. Римский клуб — организация, деятельность которой заключается в прогнозировании путей развития человечества и выявлении возможных кризисных ситуаций, к примеру глобального кризиса, вызванного ограниченными ресурсами Земли в сочетании с экспоненциально растущим населением. На этой встрече Форрестеру был задан вопрос о возможности применения системной динамики к моделированию человечества. Его ответ, естественно, был положительным. В самолете, на пути домой, Форрестер набросал первую схему модели мировой социо-экономической системы. Эту модель он назвал WORLD1. По возвращении в США Форрестер доработал эту модель к визиту членов Римского клуба в МТИ. Последняя модель, описанная в книге «Мировая динамика», известна как WORLD2.
Элементы модели
Системно-динамическая модель состоит из набора абстрактных элементов, представляющих некие свойства моделируемой системы. Выделяются следующие типы элементов:
- Уровни — характеризуют накопленные значения величин внутри системы. Это могут быть товары на складе, товары в пути, банковская наличность, производственные площади, численность работающих. Уровни применимы не только к физическим величинам. Например, уровень осведомленности существенен при принятии решения. Уровни удовлетворения, оптимизма и негативных ожиданий влияют на экономическое поведение. Уровни представляют собой значения переменных, накопленные в результате разности между входящими и исходящими потоками. На диаграммах изображаются прямоугольниками.
- Потоки — скорости изменения уровней. Например, потоки материалов, заказов, денежных средств, рабочей силы, оборудования, информации. Изображаются сплошными стрелками.
- Функции решений (вентили) — функции зависимости потоков от уровней. Функция решения может иметь форму простого уравнения, определяющего реакцию потока на состояние одного или двух уровней. Например, производительность транспортной системы может быть выражена количеством товаров в пути (уровень) и константой (запаздывание на время транспортировки). Более сложный пример: решение о найме рабочих может быть связано с уровнями имеющейся рабочей силы, среднего темпа поступления заказов, числа работников, проходящих курс обучения, числа вновь принятых работников, задолженности по невыполненным заказам, уровня запасов, наличия оборудования и материалов. Изображаются двумя треугольниками в виде бабочки.
- Каналы информации, соединяющие вентили с уровнями. Изображаются штриховыми стрелками.
- Линии задержки (запаздывания) — служат для имитации задержки потоков. Характеризуются параметрами среднего запаздывания и типом неустановившейся реакции. Второй параметр характеризует отклик элемента на изменение входного сигнала. Разные типы линий задержки имеют различный динамический отклик.
- Вспомогательные переменные — располагаются в каналах информации между уровнями и функциями решений и определяют некоторую функцию. Изображаются кружком.
Принципы построения моделей
Социально-экономическая система может быть описана множеством системно-динамических моделей. Выбор факторов, подлежащих включению в модель, обусловлен теми вопросами, на которые должен быть дан ответ. Однако, в общем случае нельзя ограничивать базу построения модели какой-либо узкой научной дисциплиной. Следует включать в модель технические, правовые, организационные, экономические, психологические, трудовые, денежные и исторические факторы. Все они должны найти своё место при определении взаимодействия элементов системы. Любой фактор может оказывать решающее влияние на поведение системы.
Как правило, наиболее важные модели, отвечающие запросам управления, включают от 30 до 3000 переменных. Нижний предел близок к тому минимуму, который отражает основные типы поведения системы, интересующие тех, кто принимает решения. Верхний предел ограничивается нашими возможностями восприятия системы и всех её взаимосвязей.
Следует уделять особое внимание таким аспектам исследуемой системы, как:
- временны́е зависимости,
- усиление,
- искажение информации.
При построении модели её переменные должны соответствовать переменным моделируемой системы и измеряться в тех же единицах. К примеру, потоки товаров должны измеряться натуральными, а не денежными единицами. Потоки денежных средств рассматриваются отдельно. Товарные и денежные показатели связываются ценами. Нельзя представлять товары в виде соответствующих денежных сумм, иначе не будет учтено значение цен и тот факт, что движение денег не синхронно движению товаров. Заказы на товары не есть товары, отгруженные товары не равнозначны счетам к оплате, а последние не равнозначны денежным средствам.
В модели экономической системы следует использовать фактические цены, а не приведенные или индексированные. Фактические цены и их колебания вызывают важные психологические последствия, например при установлении величины заработной платы.
Системно-динамическая модель не обязательно должна быть устойчивой. Среди существующих социально-экономических систем некоторые неустойчивы в математическом понимании. Они не стремятся к состоянию равновесия даже при отсутствии внешних возмущений. Социальные системы в высшей степени нелинейны и большую часть времени противодействуют ограничениям, связанным с недостатком рабочей силы, сокращением денежных ресурсов, преодолением инфляции, спадом деловой активности, недостатком средств производства.
См. также
- Динамическая система
- Агентное моделирование
- Социальная динамика
Примечания
- Акопов А.С., Н.К. Хачатрян. СИСТЕМНАЯ ДИНАМИКА. — МОСКВА: ЦЭМИ РАН, 2014. — С. 5. — 70 с. Архивировано 31 марта 2023 года.
- Michael J. Radzicki and Robert A. Taylor (2008). «Origin of System Dynamics: Jay W. Forrester and the History of System Dynamics» Архивная копия от 27 апреля 2019 на Wayback Machine. In: U.S. Department of Energy’s Introduction to System Dynamics. Retrieved 23 October 2008.
- Дж. Форрестер. Основы кибернетики предприятия (индустриальная динамика). М.:"Прогресс", 1971.
Литература
- Forrester, Jay W. (1961). Industrial Dynamics. MIT Press. ISBN 0-262-06003-5.
- Meadows, Donella H., Dennis L. Meadows, Jørgen Randers, William W. Behrens III (1972). Limits to Growth. New York: Universe Books. ISBN 0-87663-165-0.
- Sterman, John (2000). Business Dynamics. Irwin McGraw-Hill. ISBN 0-07-231135-5
- Goodman, Michael (1989). Study Notes in System Dynamics. Pegasus. ISBN 1-883823-40-4
- Форрестер Д. Мировая динамика. — М.: АСТ, 2003
- Питер Сенге Пятая дисциплина. Искусство и практика самообучающейся организации. — М.: Олимп-Бизнес, 2003
- Форрестер Д. Индустриальная динамика. — М.: Прогресс, 1971
- Аверин Г. В. Системодинамика. — Донецк: Донбасс, 2014
Для улучшения этой статьи желательно: |
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Системная динамика, Что такое Системная динамика? Что означает Системная динамика?
Sistemnaya dinamika napravlenie v izuchenii slozhnyh sistem issleduyushee ih povedenie vo vremeni i v zavisimosti ot struktury elementov sistemy i vzaimodejstviya mezhdu nimi V tom chisle prichinno sledstvennyh svyazej petel obratnyh svyazej zaderzhek reakcii vliyaniya sredy i drugih Osoboe vnimanie udelyaetsya kompyuternomu modelirovaniyu takih sistem Dinamicheskaya diagramma Vyvod na rynok novogo produkta IstoriyaSistemnaya dinamika byla sozdana v seredine 1950 h godov Dzheem Forresterom iz MTI Ego pervonachalnoj celyu bylo primenit nauchnyj i inzhenernyj opyt k vyyasneniyu fundamentalnyh prichin uspeha i provala korporacij Vozniknovenie idej privedshih k sozdaniyu sistemnoj dinamiki bylo sprovocirovano ego sotrudnichestvom s kompaniej General Electric v techenie 1950 h V to vremya menedzhery GE byli ozadacheny kolebaniyami chisla rabochih na odnom iz zavodov v Kentukki period kotoryh sostavlyal tri goda Biznes cikly byli priznany nedostatochnym obyasneniem etih kolebanij Putyom ruchnogo proscheta strukturnoj modeli zavoda vklyuchavshej organizacionnuyu model prinyatiya reshenij o najme i uvolnenii rabotnikov Forrester sumel pokazat chto nestabilnost chisla rabochih byla vyzvana vnutrennej strukturoj firmy i ne byla obuslovlena nikakimi vneshnimi faktorami takimi kak biznes cikly Eta rabota posluzhila nachalom sistemnoj dinamiki V techenie konca 1950 h i nachala 1960 h Forrester s komandoj aspirantov prodvinul sistemnuyu dinamiku ot ruchnyh vychislenij do formalnogo kompyuternogo modelirovaniya Vesnoj 1958 Richard Bennet sozdal pervyj yazyk modelirovaniya metodom sistemnoj dinamiki nazvannyj im SIMPLE Simulation of Industrial Management Problems with Lots of Equations ili Modelirovanie Problem Promyshlennogo Menedzhmenta Sovokupnostyu Uravnenij V 1959 Fillis Foks i Aleksandr Puh napisali pervuyu versiyu DYNAMO DYNAmic MOdels uluchshennuyu versiyu SIMPLE vsledstvie chego yazyk sistemnoj dinamiki stal promyshlennym standartom na sleduyushie tridcat let V 1961 godu Forrester opublikoval pervuyu stavshuyu klassicheskoj knigu Industrialnaya dinamika Do konca 1960 h sistemnaya dinamika primenyalas isklyuchitelno k korporativno upravlencheskim problemam Odnako v 1968 godu proizoshla vstrecha Forrestera s Dzhonom Kollinzom byvshim merom Bostona v rezultate chego byla napisana kniga Dinamika goroda raskryvayushaya primenenie metoda k modelirovaniyu goroda kak dinamicheskoj sistemy Vskore posle etogo voznikla eshyo odna oblast primeneniya sistemnoj dinamiki V 1970 goda Forrester byl priglashen na vstrechu Rimskogo kluba v Berne Shvejcariya Rimskij klub organizaciya deyatelnost kotoroj zaklyuchaetsya v prognozirovanii putej razvitiya chelovechestva i vyyavlenii vozmozhnyh krizisnyh situacij k primeru globalnogo krizisa vyzvannogo ogranichennymi resursami Zemli v sochetanii s eksponencialno rastushim naseleniem Na etoj vstreche Forresteru byl zadan vopros o vozmozhnosti primeneniya sistemnoj dinamiki k modelirovaniyu chelovechestva Ego otvet estestvenno byl polozhitelnym V samolete na puti domoj Forrester nabrosal pervuyu shemu modeli mirovoj socio ekonomicheskoj sistemy Etu model on nazval WORLD1 Po vozvrashenii v SShA Forrester dorabotal etu model k vizitu chlenov Rimskogo kluba v MTI Poslednyaya model opisannaya v knige Mirovaya dinamika izvestna kak WORLD2 Elementy modeliSistemno dinamicheskaya model sostoit iz nabora abstraktnyh elementov predstavlyayushih nekie svojstva modeliruemoj sistemy Vydelyayutsya sleduyushie tipy elementov Urovni harakterizuyut nakoplennye znacheniya velichin vnutri sistemy Eto mogut byt tovary na sklade tovary v puti bankovskaya nalichnost proizvodstvennye ploshadi chislennost rabotayushih Urovni primenimy ne tolko k fizicheskim velichinam Naprimer uroven osvedomlennosti sushestvenen pri prinyatii resheniya Urovni udovletvoreniya optimizma i negativnyh ozhidanij vliyayut na ekonomicheskoe povedenie Urovni predstavlyayut soboj znacheniya peremennyh nakoplennye v rezultate raznosti mezhdu vhodyashimi i ishodyashimi potokami Na diagrammah izobrazhayutsya pryamougolnikami Potoki skorosti izmeneniya urovnej Naprimer potoki materialov zakazov denezhnyh sredstv rabochej sily oborudovaniya informacii Izobrazhayutsya sploshnymi strelkami Funkcii reshenij ventili funkcii zavisimosti potokov ot urovnej Funkciya resheniya mozhet imet formu prostogo uravneniya opredelyayushego reakciyu potoka na sostoyanie odnogo ili dvuh urovnej Naprimer proizvoditelnost transportnoj sistemy mozhet byt vyrazhena kolichestvom tovarov v puti uroven i konstantoj zapazdyvanie na vremya transportirovki Bolee slozhnyj primer reshenie o najme rabochih mozhet byt svyazano s urovnyami imeyushejsya rabochej sily srednego tempa postupleniya zakazov chisla rabotnikov prohodyashih kurs obucheniya chisla vnov prinyatyh rabotnikov zadolzhennosti po nevypolnennym zakazam urovnya zapasov nalichiya oborudovaniya i materialov Izobrazhayutsya dvumya treugolnikami v vide babochki Kanaly informacii soedinyayushie ventili s urovnyami Izobrazhayutsya shtrihovymi strelkami Linii zaderzhki zapazdyvaniya sluzhat dlya imitacii zaderzhki potokov Harakterizuyutsya parametrami srednego zapazdyvaniya i tipom neustanovivshejsya reakcii Vtoroj parametr harakterizuet otklik elementa na izmenenie vhodnogo signala Raznye tipy linij zaderzhki imeyut razlichnyj dinamicheskij otklik Vspomogatelnye peremennye raspolagayutsya v kanalah informacii mezhdu urovnyami i funkciyami reshenij i opredelyayut nekotoruyu funkciyu Izobrazhayutsya kruzhkom Principy postroeniya modelejSocialno ekonomicheskaya sistema mozhet byt opisana mnozhestvom sistemno dinamicheskih modelej Vybor faktorov podlezhashih vklyucheniyu v model obuslovlen temi voprosami na kotorye dolzhen byt dan otvet Odnako v obshem sluchae nelzya ogranichivat bazu postroeniya modeli kakoj libo uzkoj nauchnoj disciplinoj Sleduet vklyuchat v model tehnicheskie pravovye organizacionnye ekonomicheskie psihologicheskie trudovye denezhnye i istoricheskie faktory Vse oni dolzhny najti svoyo mesto pri opredelenii vzaimodejstviya elementov sistemy Lyuboj faktor mozhet okazyvat reshayushee vliyanie na povedenie sistemy Kak pravilo naibolee vazhnye modeli otvechayushie zaprosam upravleniya vklyuchayut ot 30 do 3000 peremennyh Nizhnij predel blizok k tomu minimumu kotoryj otrazhaet osnovnye tipy povedeniya sistemy interesuyushie teh kto prinimaet resheniya Verhnij predel ogranichivaetsya nashimi vozmozhnostyami vospriyatiya sistemy i vseh eyo vzaimosvyazej Sleduet udelyat osoboe vnimanie takim aspektam issleduemoj sistemy kak vremenny e zavisimosti usilenie iskazhenie informacii Pri postroenii modeli eyo peremennye dolzhny sootvetstvovat peremennym modeliruemoj sistemy i izmeryatsya v teh zhe edinicah K primeru potoki tovarov dolzhny izmeryatsya naturalnymi a ne denezhnymi edinicami Potoki denezhnyh sredstv rassmatrivayutsya otdelno Tovarnye i denezhnye pokazateli svyazyvayutsya cenami Nelzya predstavlyat tovary v vide sootvetstvuyushih denezhnyh summ inache ne budet uchteno znachenie cen i tot fakt chto dvizhenie deneg ne sinhronno dvizheniyu tovarov Zakazy na tovary ne est tovary otgruzhennye tovary ne ravnoznachny schetam k oplate a poslednie ne ravnoznachny denezhnym sredstvam V modeli ekonomicheskoj sistemy sleduet ispolzovat fakticheskie ceny a ne privedennye ili indeksirovannye Fakticheskie ceny i ih kolebaniya vyzyvayut vazhnye psihologicheskie posledstviya naprimer pri ustanovlenii velichiny zarabotnoj platy Sistemno dinamicheskaya model ne obyazatelno dolzhna byt ustojchivoj Sredi sushestvuyushih socialno ekonomicheskih sistem nekotorye neustojchivy v matematicheskom ponimanii Oni ne stremyatsya k sostoyaniyu ravnovesiya dazhe pri otsutstvii vneshnih vozmushenij Socialnye sistemy v vysshej stepeni nelinejny i bolshuyu chast vremeni protivodejstvuyut ogranicheniyam svyazannym s nedostatkom rabochej sily sokrasheniem denezhnyh resursov preodoleniem inflyacii spadom delovoj aktivnosti nedostatkom sredstv proizvodstva Sm takzheMediafajly na Vikisklade Dinamicheskaya sistema Agentnoe modelirovanie Socialnaya dinamikaPrimechaniyaAkopov A S N K Hachatryan SISTEMNAYa DINAMIKA MOSKVA CEMI RAN 2014 S 5 70 s Arhivirovano 31 marta 2023 goda Michael J Radzicki and Robert A Taylor 2008 Origin of System Dynamics Jay W Forrester and the History of System Dynamics Arhivnaya kopiya ot 27 aprelya 2019 na Wayback Machine In U S Department of Energy s Introduction to System Dynamics Retrieved 23 October 2008 Dzh Forrester Osnovy kibernetiki predpriyatiya industrialnaya dinamika M Progress 1971 LiteraturaForrester Jay W 1961 Industrial Dynamics MIT Press ISBN 0 262 06003 5 Meadows Donella H Dennis L Meadows Jorgen Randers William W Behrens III 1972 Limits to Growth New York Universe Books ISBN 0 87663 165 0 Sterman John 2000 Business Dynamics Irwin McGraw Hill ISBN 0 07 231135 5 Goodman Michael 1989 Study Notes in System Dynamics Pegasus ISBN 1 883823 40 4 Forrester D Mirovaya dinamika M AST 2003 Piter Senge Pyataya disciplina Iskusstvo i praktika samoobuchayushejsya organizacii M Olimp Biznes 2003 Forrester D Industrialnaya dinamika M Progress 1971 Averin G V Sistemodinamika Doneck Donbass 2014Dlya uluchsheniya etoj stati zhelatelno Proverit dostovernost ukazannoj v state informacii Na stranice obsuzhdeniya dolzhny byt poyasneniya Obnovit statyu aktualizirovat dannye Oformit spisok literatury Prostavit snoski vnesti bolee tochnye ukazaniya na istochniki Pozhalujsta posle ispravleniya problemy isklyuchite eyo iz spiska parametrov Posle ustraneniya vseh nedostatkov etot shablon mozhet byt udalyon lyubym uchastnikom V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 22 sentyabrya 2018
