系统工程实验3

山东建筑大学管理工程学院工业工程专业实验报告山东建筑大学系统工程实验报告实验日期：2013.12.30班级：工业工程实验者：李*实验项目名称：系统仿真实验一、实验目的1、熟悉系统动力学建模的基本过程，掌握系统动力学基本原理。2、熟悉系统动力学仿真软件Vensim_PLE的基本操作过程，能够利用该软件建立系统动力学模型，仿真运行及进行结果分析。二、实验仪器、设备及材料计算机、Vensim_PLE仿真软件三、实验原理1、系统动力学基本原理系统动力学模型是按照系统动力学理论建立起来的数学模型，采用专用语言DYNAMO等，借助计算机进行模拟，以处理行为随时间变化的系统问题。系统内同一单元或同一子块其输出与输入间的关系称为“反馈”。对整个系统而言，“反馈”则指系统输出与来自外部环境的输入的关系。反馈系统是包含反馈环节与其作用的系统。它要受系统本身的历史行为的影响，把历史行为的后果回授给系统本身，以影响未来的行为。由一系列的因果与相互作用链组成的闭合回路或者说是由信息与动作构成的闭合路径。系统动力学四个基本要素——状态、信息、速率、行动（实物流）；系统动力学两个基本变量——水准变量、速率变量；系统动力学一个基本思想——反馈控制。2、系统动力学结构模型的建模步骤（1）明确系统边界，即确定对象系统的范围；（2）阐明形成系统结构的反馈回路，即明确系统内部活动的因果关系链；（3）确定反馈回路中的水准变量和速率变量。水准变量是由系统内的活动产生的量，是由流的积累形成的，说明系统某个时点状态的变量；速率变量是控制流的变量，表示活动进行的状态。（4）阐明速率变量的子结构或完善、形成各个决策函数，建立起系统动力学结构模型。3、系统动力学仿真过程（1）建立系统动力学结果模型（因果关系图和流图）；山东建筑大学管理工程学院工业工程专业实验报告（2）建立系统动力学方程，量化结构模型；（3）仿真计算，进行结果分析。4、Vensim_PLE仿真软件详见汪应洛系统工程（第4版）102—109页。四．实验步骤及实验数据（一）实工作岗位的选择：教学型高校的在校本科生和教师人数（S和T）是按一定的比例而相互增长的。已知某高校现有本科生10000名，且每年以SR的幅度增加，每一名教师可引起本科生人数增加的速率是1人/年。学校现有教师1500名，每个本科生可引起教师增加的速率（TR）是0.05人/年。请用系统动力学模型分析该校未来几年的发展规模，要求：（1）画出因果关系图和流图；（2）写出相应的DYNAMO方程；（3）列表对该校未来10-20年的在校本科生和教师人数进行仿真计算。（二）实验步骤1、分析问题中系统要素，及其之间的因果关系，并在Vensim_PLE仿真软件中绘制因果关系图；2、确定水准变量、速率变量、辅助变量、常量等，在Vensim_PLE仿真软件中绘制流图；3、确定各变量初值，建立相应的DYNAMO方程；4、在Vensim_PLE仿真软件中建立仿真模型，进行仿真计算，输出仿真结果。五、实验报告要求1．绘制因果关系图和流图。本科人数S教师人数T++SSRTTRC1C2（S代表本科人数，T代表教师人数，水准变量是学生人数S和教师人数T；速率变量是SR和TR；常量是C1和C2。）2．输出仿真结果。山东建筑大学管理工程学院工业工程专业实验报告3．写出仿真全部过程。LT·K=T·J+DT*TR·JKNT=1500RTR·KL=C2*S·KCC2=0.05LS·K=S·J+DT*SR·JKNS=10000RSR·KL=C1*T·KCC1=1