系统动力学(System Dynamic,SD)是一种定性分析与定量分析相结合的仿真技术,它以反馈控制理论为基础,以计算机仿真技术为手段,主要用于研究复杂系统的结构、功能与动态行为之间的关系,使决策者尝试各种情境下采取不同措施并观察模拟结果。
1 系统动力学的建模流程
系统动力学建模程序分为以下几个步骤:
(1)了解问题、界定问题、确认目标;
(2)确定系统边界,找到系统中的反馈回路,找到其中的状态变量和速率,确定结构,绘制系统的因果反馈图;
(3)建立系统动力学模型;
(4)测试模型、确认模型是否可以再现真实系统的行为;
(5)使用模型进行策略的选择;
(6)执行策略。
2 热点领域
在中国知网搜索“系统动力学”,近20年共有4万多篇论文。热点领域如图1所示,主要包括:宏观经济与可持续发展、数学、自动化技术、计算机软件与计算机应用、机械工业、企业经济等。
图1 中文文献热点研究领域
在Web of Science上搜索“system dynamics”,近20年共有87万余篇论文。热点领域如图2所示,主要包括:ENGINEERING ELECTRICAL ELECTRONIC(工程/电气/电子)、AUTOMATION CONTROL SYSTEMS(自动化控制系统)、ENGINEERING MECHANICAL(工程机械)、CHEMISTRY PHYSICAL(化学/物理)、MATERIALS SCIENCE MULTIDISCIPLINARY(材料科学多学科)等。
图2 英文文献热点研究领域
3 热点关键词
利用VOSviewer对检索到的中文文献进行关键词聚类分析,得到的热点关键词如图5所示。可以发现,近年来的研究热点集中在系统动力学在可持续发展、政策模拟、城市轨道交通、供应链、网络舆情等方面。
图5 中文文献的热点关键词
利用VOSviewer对检索到的英文文献进行关键词聚类分析,得到的热点关键词如图6所示。可以发现,近年来的研究热点集中在control(控制)、multibody system(多体系统)、architecture(建筑学)等方面。
图6 英文文献的热点关键词
4 总结
系统思维是一种重要的科学思维模式。系统的构建离不开元素、元素之间的关系、反馈、回路、自组织、适应性、统一性、目标感等。运用系统动力学来研究问题是一个分解综合,循环反复,逐步实现研究目的的过程,需要对系统的内部结构及其行为关系有更加深入的认识。
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