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Vensim 使用手册李旭复旦大学管理学院二〇〇八年十一月

序言 Vensim 是一个界面友好、操作简单、功能强大的系统仿真平台，可以帮助我们理解《系统动力学》的基本原理和方法，同时也是《系统动力学》学科体系的重要组成部分。我们从 1988 年起为本科生和研究生开设《系统动力学》课程，并启动关于相关的研究工作。最初使用 DYNAMO 语言作为仿真平台，后来使用 PD-Plus，从 2004 年起开始使用 Vensim 仿真平台。几年来，经过师生的共同努力，已经形成了《系统动力学》课程教学体系和研究体系。该使用手册是以 Vensim 5.4a PLE 版本为基础，结合教学和科研实践整理而成的。本手册可以帮助初学者快速掌握 Vensim 的使用，在复旦大学管理学院本科教学多次试用，收到了很好的效果。本手册可以配合《系统动力学》课程的教学和实验、为教学服务，也可以供科研工作者参考。虽然手册中的各个步骤都上机做了验证，但仍然会存在错误和不足，希望广大使用者批评指正。同时也欢迎大家就 Vensim DSS 的相关内容一起学习和讨论。在手册整理过程中，得到了复旦大学管理学院学生的大力协助和配合。复旦大学管理学院管理科学系 2004 级本科生张云丽同学、王迪同学，2005 级本科生胡鉴阳同学和 2005 硕士研究生胡倩等同学对本手册的整理、编辑、充实和完善做了大量的工作。他/她们的聪明才智和辛勤的工作，使得广大使用者可以通过该手册方便地学习和使用 Vensim。在此对参加本手册整理、编辑、充实和完善的同学们表示诚挚的谢意。李旭复旦大学管理学院 2008 年 11 月 ii

目录第 1 章 Vensim 简介...................................................................................................1 1.1 前言....................................................................................................................................1 1.2 Vensim 安装....................................................................................................................1 第 2 章 Vensim 用户界面...........................................................................................2 2.1 主要特征............................................................................................................................2 2.2 标题栏................................................................................................................................2 2.3 菜单....................................................................................................................................3 2.4 工具栏................................................................................................................................3 2.5 Vensim 窗口类型.............................................................................................................4 2.6 在不同类型窗口之间移动................................................................................................5 2.7 在同一类型中的窗口间移动............................................................................................5 2.8 状态栏................................................................................................................................5 2.9 Vensim 绘图工具.............................................................................................................6 2.10 模拟工具..........................................................................................................................7 2.11 分析工具..........................................................................................................................7 2.12 分析输出工具..................................................................................................................9 2.13 控制面板........................................................................................................................11 2.14 下标控制........................................................................................................................11 第 3 章应用举例 .......................................................................................................13 3.1 用 Vensim 建模步骤........................................................................................................13 3.2 劳动力库存问题建模实例..............................................................................................13 第 4 章因果关系图 ...................................................................................................17 4.1 Vensim 模型......................................................................................................................17 4.2 绘制因果关系图..............................................................................................................17 4.3 编辑因果关系图..............................................................................................................18 第 5 章流图 ...............................................................................................................21 5.1 绘制流图..........................................................................................................................21 5.2 变量外观..........................................................................................................................23 5.3 边框（Containing Boxes）.............................................................................................24 第 6 章创建模型 .......................................................................................................25 6.1 Vensim 规则......................................................................................................................25 6.2 兔子繁殖模型..................................................................................................................25 第 7 章函数 ...............................................................................................................32 7.1 概述..................................................................................................................................32 7.2 Vensim 函数库..................................................................................................................32 7.3 Vensim 表函数..................................................................................................................41 第 8 章多重视图 .......................................................................................................44 8.1 多重视图的建立..............................................................................................................44 iii

8.2 多重视图的连接..............................................................................................................44 第 9 章自定义输出 ...................................................................................................46 9.1 标记图像曲线(Graph Lines) ...........................................................................................46 9.2 自定义图像......................................................................................................................48 9.3 自定义表格......................................................................................................................50 iv

第 1 章 Vensim 简介 1.1 前言 Vensim 是一个可视化的建模工具，用户可以通过 Vensim 定义一个动态系统，将之存档，同时建立模型、进行仿真、分析以及最优化。而且使用 Vensim 建模非常简单灵活，用户可以通过因果关系图和流图两种方式创建仿真模型。在 Vensim 中，系统变量之间通过用箭头连接而建立关系，而且是一种因果关系。变量之间的因果关系由方程编辑器进一步精确描述，从而形成一个完整的仿真模型。用户可以在创建模型的整个过程中分析或考察引起某个变量的变化的原因以及该变量本身如何影响模型，还可以研究包含此变量的回路的行为特性。当用户创建了一个可以仿真的模型，Vensim 可以让用户彻底地探究这个模型的行为。 1.2 Vensim 安装 Vensim 有几种版本，例如，Vensim DSS、Vensim Professional、Vensim PLE-Plus 和 Vensim PLE（下文称 Venple）等。Vensim 的所有版本对系统要求都不是很高，只要是 Windows 操作系统或者是 Macintosh 操作系统都可以正常运行。安装 Vensim 时需要 Vensim 的安装程序和一个序列号，不同的版本对应不同的序列号。在安装时，所有的 Vensim 安装程序都所安装选项，但是用户可以安装的只是所拥有的序列号对应的权限所包括的选项。由于 Venple 版本多用于教学，因此在安装的时候，选择“for academical use only”,则无需输入序列号。正是因为 Venple 版本的这个特点，所以在功能上要比 Vensim Professional 和 Vensim DSS 版本弱，即 Vensim Professional 和 Vensim DSS 版本的有些功能在 Venple 版本中没有。例如，Venple 版本就不支持敏感性测试，优化和博弈等功能。关于 Vensim 的详细介绍和相关信息可以参考 http://www.vensim.com 和 http://www.vensim.com.cn 等相关网站。 1

第 2 章 Vensim 用户界面 2.1 主要特征 Vensim 的用户界面中包括一个工作区以及其它一系列工具。Vensim 的主窗口是这个工作区，包括标题栏、菜单、工具栏以及分析工具。当一个模型打开时，绘图工具和状态栏也会出现，如图 2-1 所示。图 2-1 2.2 标题栏标题栏显示了当前打开的模型以及工作区变量。图 2-2 工作区变量是指用户选中的并且想要了解更多信息的模型变量，例如变量的函数式或者是动态变化。通过点击一个变量或者使用控制面板中的变量选择控制选择工作区变量。 2

2.3 菜单 Vensim 中的很多操作可以通过菜单来完成。 File（文件）：包括打开模型、保存、打印等功能。图 2-3 Edit（编辑）：允许用户对模型中选中的部分进行复制粘贴，用户还可以查找模型中的某一个变量。 View（视图）：视图菜单中可以建立新视图，以及对多重视图排序，这一点会在第八章多重视图中详细论述。视图菜单另一个功能就是对当前视图进行各项操作，比如放大缩小，字体，颜色等。视图菜单的第一项“As text”还可以切换到模型的文本视图，在其中会列出模型中所有的变量和方程。 Layout（版面）：允许用户对流图中元素的大小和位置进行调整。 Model（模型）：可以打开模拟控制以及 Time Bounds 对话框，还可以进行模型检验以及数据的导入和导出。 Tools（工具）：设置 Vensim 的全局选项，允许用户使用分析工具和绘图工具同时设置全局选项。 Windows（窗口）：允许用户在不同的打开窗口之间进行切换。 Help（帮助）：通过帮助菜单，用户可以获取在线帮助，也可以访问 Vensim 用户手册。菜单对背景很敏感并且命令是针对正在活动的窗口的。最常用的菜单命令还有快捷键并且可以通过下面将要介绍的工具栏来操作。 2.4 工具栏工具栏提供了一些比较常用的菜单项以及一些模拟特征的按钮。下面第一部分的按钮是用来访问文件菜单和编辑菜单中的一些项目。 3

图 2-4 接下来的几个按钮和 Runname 编辑框被用来进行模型仿真。图 2-5 最后的几个按钮访问窗口类型。点击一个按钮显示该类型的窗口或者在该类型的窗口间循环。图 2-6 不同的 Vensim 版本，比如 Vensim DSS 和 Venple 对应的工具栏是不同的，与上文提到的安装选项的权限有关。 2.5 Vensim 窗口类型 Vensim 包括几种类型的窗口：创建窗口、输出窗口和控制窗口。三种窗口分别执行不同的功能。创建窗口：创建窗口用来在 Vensim 中创建模型。用来构建新的模型，或者是修改、操作和模拟现有的模型。创建窗口包括用于绘制模型流图和写方程的绘图工具，以及用于修改流图的状态栏。输出窗口：用 Vensim 分析工具创建的窗口，包括图表和列表等。输出窗口由点击分析工具产生。分析工具从模型中收集信息，并且将这些信息在一个窗口中以图表、图像或文本形式显示出来。很多这样的窗口可以同时打开，并且一个 4

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