正如約翰·斯特曼教授所說(shuō),建模從本質(zhì)上是創(chuàng)造性的。成功的建模并沒(méi)有固定的方法,也不一定完全遵循什么一成不變的步驟。不同的建模者有不同的風(fēng)格和方法。但是一般而言,軟件建模應(yīng)包含下述一系列活動(dòng)的組合:
(1)準(zhǔn)備:明確問(wèn)題和建模目的,確定系統(tǒng)的邊界;
(2)分析:收集并分析信息,確定核心變量,提出關(guān)于問(wèn)題因果關(guān)系的一系列假設(shè)或理論,畫出基本的系統(tǒng)循環(huán)圖;
(3)建模:通過(guò)方程將變量和上述假設(shè)定量化,建構(gòu)出軟件模型;
(4)測(cè)試:反復(fù)測(cè)試、修改,直到你認(rèn)為它達(dá)到預(yù)定目標(biāo)為止;
(5)應(yīng)用:進(jìn)行政策設(shè)計(jì)與評(píng)估,給出決策建議。
本部分將分別對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
準(zhǔn)備
準(zhǔn)備充分對(duì)于建模成功是至關(guān)重要的。在準(zhǔn)備階段,主要工作包括:
(1)組建團(tuán)隊(duì)
雖然經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí),高中生或公司經(jīng)理都可以輕松掌握建模所需用到的軟件,但建模并不是簡(jiǎn)單的軟件使用,它要求使用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?,?duì)業(yè)務(wù)有深入的了解,還要具有專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和技能。因此,最好邀請(qǐng)建模專家而不是初學(xué)者,與客戶共同組建建模開發(fā)小組,并在建模過(guò)程中讓客戶盡可能早、盡可能多地融入建模過(guò)程,讓他們看到模型,鼓勵(lì)他們對(duì)模型提出建議,親自檢測(cè)并一起工作,解決他們提出的問(wèn)題,直到他們滿意。
在組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之后,通常需要進(jìn)行系統(tǒng)思考相關(guān)理論、方法與工具方面的培訓(xùn)或研討,使大家明確所共同使用的語(yǔ)言,具備初步的系統(tǒng)思考技能。
此外,項(xiàng)目組還要共同擬定項(xiàng)目計(jì)劃、職責(zé)與分工、工作機(jī)制、基本規(guī)則等,在此不贅述。
(2)明確問(wèn)題
在建模中最重要的步驟之一就是明確問(wèn)題。什么是客戶最關(guān)心的事項(xiàng)?他們?cè)噲D解決的問(wèn)題是什么?真正的問(wèn)題(而不是表象)在哪里?
(3)確定建模目標(biāo)
正如約翰·斯特曼所講,一個(gè)清晰的目標(biāo)是成功建模最重要的因素。目標(biāo)不僅是指導(dǎo)項(xiàng)目工作最重要的指導(dǎo)因素,而且是取舍的邏輯規(guī)則。
(4)確定系統(tǒng)邊界
根據(jù)待研究的問(wèn)題和建模目標(biāo),明確與此問(wèn)題相關(guān)的時(shí)間和空間范圍、概括程度,定義模型的邊界。模型的邊界決定了哪些變量被當(dāng)作內(nèi)部變量,哪些被當(dāng)作外部變量,哪些根本不需考慮。分析
收集并分析信息,確定核心變量,提出關(guān)于問(wèn)題因果關(guān)系的一系列假設(shè)或理論,畫出基本的系統(tǒng)循環(huán)圖。第一步和這一步與計(jì)算機(jī)或軟件無(wú)關(guān),它的主要內(nèi)容參見本書第4章。
建模
在完成對(duì)問(wèn)題的分析并且確認(rèn)系統(tǒng)循環(huán)圖之后,軟件建模才真正開始。可以利用專門的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件,對(duì)變量賦值,并以數(shù)學(xué)方程式的形式來(lái)量化表示變量之間的關(guān)系,建構(gòu)出軟件模型。
在目前情況下,常用的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模軟件信息如表6 1所示。表6 1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)常用建模軟件
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使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件繪制系統(tǒng)循環(huán)圖和水管圖以及進(jìn)行軟件仿真模擬的具體步驟,可以參見本章第4節(jié)。