来探索本文的内容免费Wolbeplay体育手机官网安卓版fram System Modeler试用版．系统动力学(SD)是一种非常强大和灵活的建模范式，非常适合解决战略业务、经济和公共政策问题。几年前，Guido Wolf Reichert的管理顾问和开发人员BSL管理支持在为德国一个大都市的公共交通系统建模时，他遇到了一些问题。他已经达到了现有SD软件的技术极限。在寻找替代方案时，他发现beplay体育手机官网安卓版Wolfram系统建模器．

开发商业模拟库

在本博客中，开发人员将解释他创建的动机商业模拟库(BSL)以及该库如何使商业、生态和社会科学中的动力系统建模变得简单、方便和快速，而不需要编写方程。该库可在网站免费下载System Modeler库存储．

问:介绍一下你自己。你为什么要建立图书馆?

答:我是一名管理顾问，利用计算机模拟来帮助客户更好地理解所管理系统的复杂性，从而做出更好的决策。在我的工作中，我主要使用系统动力学，一种由杰伊·w·福雷斯特在20世纪60年代。

几年前，在一个相当具有挑战性的项目中，在德国大都市的公共交通系统建模，我需要扩展我的工具集，因为我所使用的现有系统动力学软件已经达到了技术极限。那时我发现beplay体育手机官网安卓版Wolfram Mathematica我立刻就迷上了。在那个项目中，我主要使用Mathematica进行数据建模和测试，而系统建模本身是由一个程序员用Java完成的，他使用我的系统动力学模型图并翻译它们。

后来，当我已经成为一个相当精明的程序员beplay体育官网下载app我自己，我开始使用Mathematica来运行外部系统动力学模型，并直接在Mathematica中编码微分方程。但是人们需要一个GUI来建模系统，这就是我如何意识到Wolfram System Modeler及其beplay体育手机官网安卓版SystemDynamics阅读迈克尔·福斯格伦的作品beplay体育手机官网安卓版Wolfram博客文章．但是，我必须在这里非常诚实地说，它宣布的系统动力学库并没有说服我——所以我让事情稍微休息一下。

若干年后，偶然发现Modelica模型由迈克尔•蒂勒而且彼得Junglas，他们正在使用acausal连接器对于SD模型，我有足够的兴趣去学习Modelica。这句话最终激励了我。

问:你能谈谈系统动力学的重要性吗?为什么人们会对社会系统建模感兴趣?

A:在介绍视频对于业务模拟库，我使用了两个图，它们是从哈特穆特•Bossel在他的介绍性文本关于建模和仿真。从本质上讲，许多商业、金融、经济或政治领域的社会系统过于复杂，无法通过将它们视为“黑盒子”来理解——我们至少需要让它们变得“灰色”，因为我们观察到系统的相关结构(例如它的相互关联性)，并且“曲线拟合”近似只发生在我们模型的更深层次上。

举个目前的例子，我们无法通过拟合正态分布或a的参数来有效地理解COVID-19大流行龚珀兹曲线．如果我们实行全面封锁，那么系统的行为就不会像正常的那样乙状结肠曲线．我们被建议对系统中运行的基本过程进行建模，以便对假设问题的答案提出合理的估计。

这次大流行表明，无论监管机构是政府、公共组织还是公司，都有必要“解释”其所采取的行动。如果不以合理的方式这样做，实际上会把人们推向反叛，迫使他们接受“其他解释”和“其他事实”。

COVID-19只是社会面临的一个可以建模和模拟的问题的一个例子，气候变化是另一个非常重要的复杂问题的很好的例子。在这一点上，政客们再次被建议以令人信服的方式为自己的行为辩护。的En-ROADS政策模拟模型令人印象深刻地展示了系统动力学建模是如何做到这一点的好方法。

问:业务模拟库与Modelica中的现有方法有什么不同?

答:在专用的系统动力学软件中，用户可以通过简单的拖放程序将四个流快速添加到单个库存中，用户可以简单地将这些流作为“参数”编写方程。用于系统动力学的Modelica库必须尽可能地匹配这种易用性和灵活性。

需要认识到的是，在Modelica中，这种灵活性是可用的acausal连接器。物理连接器，用于对保守实体的转换建模。BSL使用的是因果连接器，例如库存和流量端口，这将传输一个流量速率而且存量:相关股票的当前数量同时．

问:你能否介绍一下?为什么建模师会在意?

答:好吧，让我们来看看一个在经济和生态模型中普遍存在的过程:指数增长。“你好,世界!“动力系统模型是在恒定的出生率和死亡率下的人口增长，对整个人口有一个存量。下图显示了这个模型在一个典型的SD软件包中的样子:

现在，让我们将其与System Modeler中使用新库的等效模型进行比较，后者使用参数以稍微不同的方式进行参数化寿命而不是部分死亡率：

在系统动力学包中，我们需要绘制6个连接，而使用BSL时，我们只需要绘制4个连接。事实上，只有两个连接就足够了，因为我们可以将速率和生命周期建模为封装在流程组件中的参数(即。经验的增长而且EXP衰变)以加快模型的制作。下面的小表格显示了完整的比较:

BSL在视觉上更有表现力:图中很好地显示了参数值，并且完全清楚什么样的“进程”正在改变系统的状态，例如示例中的总体大小。而在BSL中，建模师通常不需要这样做写方程，他们也不需要检查方程来理解发生了什么。例如，在系统动力学图中，在给定停留时间内使用指数衰减的模型与使用分数率的指数衰减的模型看起来完全相同。为了区分两者的区别——并检查建模错误——我们确实需要看看实际的方程。使用BSL，模型图包含了我们需要的所有信息。

BSL的整个设计强调了业务流程建模(例如，事件驱动的流程链)和战略业务模拟的相似性物理过程:股票用红色表示的事件，而流在流程图中以绿色显示活动/函数。

“[一个]模拟模型——即使它是
一个大的模型需要放在一页纸上。”

问:我也可以做大尺寸的模型吗?它能处理的复杂程度是什么?

答:斯塔福德啤酒作为管理控制论之父，他假设任何可行系统都有一个递归结构:它将是一个由可行系统组成的系统。Modelica中的面向对象方法在处理现实世界的复杂性时采用了相同的方法。从本质上讲，仿真模型(即使是大型模型)需要适合于单个页面。

使用BSL，您可以以分层的方式从库中包含的基本构建块构建任意复杂的模型。下图所示的工业供应链网络的程式化模型可以说明这一点。复杂系统表现为一个相互连接的系统，由交换守恒量(例如“物质”)和信息的系统组成:

在该模型中，我们可以“下钻”到生产者模型中p1要再次发现它将由子系统组成，a决策单位(管理层)和操作．当管理子系统处理用于决策的信息时(通常由某种基于规则的策略建模)，操作子系统处理(至少是重要的部分)有形的实体和过程，将它们从一种状态转换为另一种状态:

操作流程最终可以转换为动态模型，并且正如我在库附带的介绍性示例中所演示的那样，使用预构建的组件有助于加快构建更大模型的速度。在这个例子中SimpleProductionChainIII，接下来显示的是预构建的组件扩散而且FirstOrderStockAdjustment分别用于新产品采用和生产计划建模:

虽然目前还没有大型的实时模型可以展示——因为这个库只是第一次发布——但很明显，它将有可能构建与之前提到的En-ROADS模型具有相同范围的模型。该库的优势在于它将提供面向对象的所有速度和维护优势。

问:谁可以使用图书馆?它需要任何先验知识吗，也就是说，我必须知道一些文献吗?

答:我相信这个库及其预构建的组件使社会科学应用中的建模和仿真尽可能简单。然而，如果你不习惯系统动力学的方法，它是相当抽象的。所以，虽然没有必要，我还是会推荐一些文学作品。

如果你来自商业领域，想要构建战略商业模拟，那就试试Kim Warren的战略管理动态是一本值得一读的好书。Andrew Ford对系统动力学建模作了更全面的介绍。他的文本标题也是，环境建模-如果你对环境建模感兴趣，这是一个很好的开始。

而约翰·斯特曼的业务动态仍然被广泛认为是系统动力学建模的权威文本，我个人最喜欢的一个非常全面的介绍建模和仿真(不仅)在社会科学是哈特穆特博塞尔的教科书系统和模型．在这本书中，你还会发现他对可持续发展的广泛认可的使用方向理论的一些解释，这在图书馆得到了实施。

问:您对图书馆的进一步发展有什么计划?

答:关于第一个版本的重点显然是健壮性。基本的库类应该(希望)保持现在的状态。在即将发布的版本中，我希望添加更多的“结构分子”，例如，帮助减少开发时间的系统动力学模型的典型构建块。

另一种方法是利用System Modeler和Wolfram语言之间的紧密集成。beplay体育官网下载appbeplay体育手机官网安卓版系统动力学从随机建模方法中获益良多，尤其是现代贝叶斯方法。在这里，使用先验知识和传入数据进行“学习”的工作流程应该尽可能方便。

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上下载BSL库System Modeler库存储自己测试一下。你也可以下载不受限制的System Modeler 12.2的30天试用并根据自己的喜好修改所包含的模型，或创建自己的模型进行探索、学习或高级分析。

参考文献

• h . Bossel系统和模型:复杂性，动态，进化，可持续性，诺德施泰特:按需出版，2007年。
• 答:福特、环境建模，第二版，华盛顿特区:岛屿出版社，2010年。
• j·d·斯特曼，业务动态:复杂世界的系统思考与建模，波士顿:麦格劳-希尔高等教育，2000年。
• k•沃伦战略管理动态，奇切斯特:约翰·威利父子出版社，2008年。

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客人的作者Guido Wolf Reichert是管理顾问和开发人员BSL管理支持他发明了商业模拟库为beplay体育手机官网安卓版Wolfram系统建模器．