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『Vensim 을 활용한 시스템 다이내믹스 시뮬레이션』은 〈벤심 제품의 소개〉, 〈본 교재의 구성〉, 〈실습 및 예제 파일〉, 〈스타일 규칙〉, 〈스크린 샷〉, 〈마우스의 활용〉등을 수록하고 있는 책이다.

01 소개 1
벤심 제품의 소개 Vensim Product Overview 1
본 교재의 구성 How this Guide is Organized 9
실습 및 예제 파일 User’s Guide Models 12
스타일 규칙 Style Conventions 12
스크린 샷 About Screen Shots 12
마우스의 활용 About the Mouse 13
02 벤심의 인터페이스 15
타이틀 바 Title Bar 16
메뉴 Menu 16
도구 바 Toolbar 17
Vensim의 작업창 Vensim Windows 18
스케치 도구 Sketch Tools 19
상태 막대 Status Bar 21
시뮬레이션 Simulating 22
분석 도구들 Analysis Tools 22
분석 도구 결과물 Analysis Tool Output 25
컨트롤 패널 The Control Panel 27
서브스크립트 관리 Subscript Control 28
03 예제 실습 29
모델 불러오기 Opening the Model 30
구조 확인 Examining Structure 31
모델 시뮬레이션 Simulating the Model 34
변화 행태 확인 Examining Behavior 35
인과관계 추적 Causal Tracing 37
개별적인 시뮬레이션 실험 Individual Simulation Experiments 41
사용자 정의 그래프 만들기 Making a Custom Graph 43
사용자 정의표 작성하기 Making a Custom Table 46
요약 Summary 48
04 인과지도 49
모델 스케치 Drawing Sketches 50
마우스 활용 팁 Mouse Tips 51
인과지도 설계하기 Constructing a Causal Loop Diagram 51
프로젝트 모델을 통한 예시 Project Model 51
인과지도 수정 Modifying diagrams 56
레이아웃 정렬 Sketch Layout 57
스케치 개체 옵션 Sketch Options 58
코멘트와 이미지 추가하기 Adding Comments and Graphics 62
모델 개선 Refining the Model 64
모델 스케치 결과의 인쇄 및 내보내기 Printing and Exporting the Sketch 65
인과지도 구조 분석하기 Structural Analysis of Diagrams 66
인과관계 추적 도구 Causal Tracing with Trees 67
05 저량-유량도 75
다이어그램의 작성 Building a diagram 75
저량 변수의 입력 Entering Levels 75
유량 변수의 입력 Creating Rates 76
유량 변수의 다이어그램 변형 Bending Rate Pipes 78
보조변수와 화살표의 추가 Adding Auxiliaries and Arrows 78
더 많은 구조입력 More Structure 80
다이어그램의 사용자 정의 Customizing Diagrams 82
(1) 스케치 옵션 Sketch Options 83
(2) 변수의 모양 Variable Shapes 83
(3) 기본 스케치 설정 Default Sketch Options 84
(4) 스케치 요소들 숨기기 Hiding Sketch Elements 85
(5) 작업화면의 배율 및 크기 변경 Resizing & Rescaling Views 87
(6) 스케치 도구의 수정 Modifying the Sketch Tools 87
06 시뮬레이션 모델 구축: 인구 모델 89
Vensim의 규칙 Vensim Conventions 90
토끼 인구 모델 Sketching the Rabbit Model 91
수식의 입력 Writing Equations 92
모델의 수식 및 단위 오류의 검증 Checking for Model Syntax and Units Errors 97
단위 단일화 Units Equivalents 97
모델의 시뮬레이션 Simulating the Model 98
모델의 분석 Model Analysis 98
시뮬레이션 결과의 비교 Comparing Simulations 99
기하급수적인 성장 Exponential Growth 100
시뮬레이션 실험 Simulation Experiments 100
원인변수 그래프 Causes Strip Graph 102
수행결과 비교 Runs Compare 103
지수함수적인 감소 Exponential Decay 104
입력-출력 개체 Input and Output Objects 105
07 함수와 시뮬레이션 에러 109
가격과 수요 모델 Price and Demand 109
함수식의 입력 Entering a Function 111
IF THEN ELSE 114
SMOOTH 115
STEP 117
초기 조건 Initial Conditions 118
모델의 수식 Model Equations 119
시뮬레이션 오류의 검사 Simulation Errors 121
(1) Zero 시간대에서의 오류 Errors at Time Zero 121
(2) 시뮬레이션 수행동안의 오류 발생 Errors During the Simulation 123
(3) 알 수 없는 파동형태의 변화 Mysterious Oscillations 125
(4) 오류의 통합 Errors Integrating 127
(5) 모델의 수정 Model Corrections 127
(6) 0으로 값을 나누는 것에 대한 대처방법 Preventing Division by Zero 127
08 Lookup 기능을 활용한 모델 개발 129
토끼 성장에의 한계 Limits to Rabbit Growth 129
Lookup 함수의 표준정규화 Normalized Lookups 131
모델 스케치 하기 Sketching the Model 132
수식의 입력 Entering Equations 134
표준정규화된 Lookup 함수의 개발 Creating and Normalizing Lookups 135
값의 편집 Editing Values 137
모델의 구문과 단위오류의 점검 Checking for Model Syntax and Units Errors 138
모델의 시뮬레이션 Simulating the Model 138
모델의 분석 Model Analysis 139
별도의 표준정규화 변수 관리 Separate Normalized Variables 139
시뮬레이션 Simulation 141
Lookup 함수값의 변경 Changing Model Lookups 142
Lookup 함수의 명명 Named Lookups 143
09 다중 작업화면 145
작업 화면이 작동하는 방법 How Views Work 145
고객 확산 모델 Customer Diffusion Model 146
고객 확산 모델 개발하기 Building the Diffusion Model 146
모델의 시뮬레이션 Simulating the Model 149
모델의 분석 Model Analysis 149
모델의 이름부여 및 저장하기 Naming and Saving Your Model 150
생산역량 작업화면의 추가 Adding the Capacity View 150
그림자 변수 도구 Shadow Variable Tool 152
수식의 추가 Adding Equations 153
수식의 교체 Altering An Equation 154
판매 수익 작업화면의 추가 Adding a Sales Revenue View 154
Model Variable 도구 Model Variable Tool 155
또 다른 수식들 More Equations 156
모델의 시뮬레이션 Simulating the Model 156
모델의 분석 Analyzing the Model 157
모델의 저장 Saving Your Model 158
정교한 생산 역량 모델 Detailed Capacity Model 158
복사하기와 붙여 넣기 Copying and Pasting 158
생산역량 작업화면의 수식 Capacity View Equations 162
동일 단위 Units Synonyms 163
모델의 시뮬레이션과 분석 Simulating and Analyzing the Model 163
생산 역량 투자 정책 Capacity Investment Policy 164
10 결과물 편집하기 167
그래프와 스트립 그래프 Graphs and Strip Graphs 167
마킹표시를 활용한 그래프 Graphs Lines with Markers 171
트리 다이어그램 Tree Diagrams 173
사용자 정의 그래프 Custom Graphs 174
사용자 정의 테이블 Custom Tables 177
11 Vensim의 게임 기능 181
부동산 게임 The Real Estate Game 181
모델 구조 Model Structure 181
내장 함수 Built-in Functions 183
WIP 그래프 WIP Graph 184
게임 변수 추가하기 Adding Game Variables 185
모델의 시뮬레이션 Simulating the Model 186
게임 모드 수행 Playing the Game 187
게임에서 앞으로 이동 Moving Forward in a Game 188
게임의 백업 Backing Up in a Game 190
12 입력 출력 관리 191
구전 확산에 의한 판매 모델 Word of Mouth Sales 191
wom1.mdl 모델의 수식 wom1.mdl Equations 192
출력 설정 Output Controls 194
입력 설정 Input Controls 196
게임 설정 Gaming Control 199
모델 출판하기 Publishing the Model 202
(1) 게임 간격 Game Interval 202
(2) 해설 및 네비게이션 링크 Commentary and Navigation Links 202
(3) 테스트 해보기 Test It Out 205
(4) 패키지 출판하기 Publish a Package 206
13 SyntheSim 209
단순한 군비경쟁 모델 Simple Arms Race Model 209
새로운 다이어그래밍 New Diagramming Flourishes 210
최소값, 최대값 그리고 증가분 Min, Max and Increment 212
모델의 수식 Model Equations 213
구조, 행태 그리고 속도 Structure, Behavior and Speed 215
행태 보여주기 Showing Behavior 215
시뮬레이션 만들기 Making Simulations 216
Lookups값 변화 시키기 Changing Lookups 220
도구 모음으로부터 변화시키기 Changing from the Toolbar 221
시뮬레이션 실험하기 Doing Simulation Experiments 221
수행결과 불러오기와 내보내기 Loading and Unloading Runs 223
피드백 루프 중단 Breaking Feedback Loops 224
(1) 군비경쟁 중단 Stopping the Race 224
(2) Overriding 변화 행태 Overriding Behavior 225
컨트롤 패널 설정 만들기 Building a Control Panel 226
서브스크립트와 SyntheSim 모드 Subscripts and SyntheSim 228
14 타당성 검증 231
모델과 타당성 Models and Reality 231
전문적인 영역 Domains of Expertise 233
타당성 검증 수식의 정의 Defining Reality Check Equations 233
입력값의 테스트 Test Inputs 234
제약조건 Constraints 235
시뮬레이션과 타당성 검증 Simulation and Reality Check 240
활성화된 제약조건의 검사 Active Constraint Checking 240
수동적인 제약조건의 검사 Passive Constraint Checking 241
오류의 보고 Error Reporting 241
타당성 검증 수식의 입력 Entering Reality Check Equations 241
수식 편집기 Equation Editor 243
타당성 검증의 수행 Running Reality Check 244
타당성 검증 도구 The Reality Check Tool 246
타당성 검증 결과 Reality Check Results 247
시뮬레이션 결과의 확인 Reviewing Simulation Results 247
타당성 검증과 효모의 성장 Reality Check and Yeast Growth 248
(1) Test Input과 제약조건의 수식 Test Input and Constraint Equations 248
(2) 초기 모델 An Initial Model 251
(3) 온도, 분열 및 사멸 Temperature, Divisions and Terminations 255
(4) 물과 설탕에 영향을 받는 분열 Divisions as influenced by Water and Sugar 256
(5) 물과 설탕에 영향을 받는 분열 Water and Sugar as Influenced by Divisions 258
결론 Conclusion 259
15 민감도 분석 261
시장 성장 모델 Market Growth Model 261
몬테카를로 시뮬레이션 Monte Carlo Simulations 262
Sales.mdl 모델의 수식 Sales.mdl Equations 263
기본 시뮬레이션 Base Simulation 264
여러개의 파라미터 값의 불활실성 Uncertainty in Multiple Parameters 264
민감도 분석 변수 설정 Sensitivity Control Parameters 265
무작위 단일분포 Random Uniform Distribution 266
무작위 정규분포 Random Normal Distribution 268
저장 설정 환경 Save Lists 269
민감도 분석 시뮬레이션 Sensitivity Simulations 270
민감도 분석 시계열 그래프 Time Graph Sensitivity Output 270
신뢰구간 Confidence Bounds 270
민감도 그래프 자세히 보기 Focusing Graph Scales 272
개별 결과 추적하기 Individual Traces 272
민감도 분석 결과 히스토그램 Histogram Sensitivity Output 273
기본 분석 도구모음의 변경 Changing the Default Analysis Toolset 274
통계분석 도구 Stats Tool 275
16 모델에서 데이터 사용 277
데이터 사용의 유형 Types of Data Use 277
데이터 입력을 위한 모델 Using Data to Drive a Model 278
스프레드 시트의 데이터를 가져오기 Getting Data from a Spreadsheet 279
시뮬레이션 Simulating 280
가져온 데이터를 변수로 사용하는 방법 Data Variable with Imported Data 282
텍스트 기반의 데이터 가져오기 Importing Text-Formatted Data 283
시뮬레이션 Simulation 284
스프레드 시트 데이터 가져오기 Importing Spreadsheet Data 288
시뮬레이션 Simulation 291
17 서브스크립트 293
기본 모델 살펴보기 A Simple Project Model 294
proj1.mdl 모델의 수식 proj1.mdl Equations 295
서브스크립트 범위 The Subscript Range 296
서브스크립트 설정 The Subscript Control 297
변수에 서브스크립트 적용하기 Adding Subscripts to Variables 297
수식 설정 Constant Equations 299
벡터합수 Vector Functions 299
수식편집창에서의 서브스크립트 Subscripts in the Equation Editor 300
서브스크립트 요약 Subscript Summary 303
시뮬레이션과 분석 Simulation and Analysis 304
서브스크립트의 고급 활용 Advanced Subscript Model 305
서브스크립트 레인지 조정 Subscript Range 306
Mapping Subscripts 307

서브스크립트 변수를 위한 다중 함수 설정
Multiple Equations for a Subscripted Variable 308
논리적 함수와 수행 Logical Functions and Operators 312
VMIN 함수 VMIN Function 313
시뮬레이션과 분석 Simulation and Analysis 314
18 최적화 317
Calibration 방식의 최적화 Model Calibration 318
Electric.mdl 파일의 수식 설정 Electric.mdl Equations 319
데이터 비교하기 Comparing to Data 321
Payoff의 설정 Setting the Payoff 322
최적화 파라미터 설정 Setting Optimization Parameters 324
신뢰구간 계산하기 Computting Confidence Bounds 327
부가적인 모델 수정하기 Optional Modifying the Model 328
정책 최적화 Policy Optimization 329
재고 구조 모델 Inventory Stock Model 329
Payoff 설정 Setting the Payoff 331
최적화 결과 평가 Setting Optimization Parameters 332
19 다른 곳에 모델을 보내는 방법 337
벤심 모델 리더 Vensim Model Reader 337
모델 배포 준비하기 Preparing the Model 338
패키지화된 모델 출판하기 Publishing a Packaged Model 339
패키지화된 모델 불러오기 Opening a Packaged Model 343
Vensim PLE 버전에서 모델 이용하기 Using models with Vensim PLE 344
Email과 웹 주소 Email and Web Notes 344
20 레퍼런스 모드 347
레퍼런스 모드의 개념화 Conceptualization with Reference Models 348
루프 구조의 종료 Closing the Loop 351
시뮬레이션 Simulating 352
정신적 시뮬레이션 Mental Simulation 356
레퍼런스 모드의 관리 Managing Reference Modes 358

[머리말]

최근의 화두는 인공지능(AI), 빅데이터, 로봇, 자율주행차 등을 아우르는 정보통신기술의 융합시대인 4차 산업혁명이며, 이러한 영향은 우리 일상생활에서 쉽게 경험할 수 있는 시대가 되었다.

시스템다이내믹스 방법론은 인공지능과 빅데이터 그리고 가상현실 개념을 통합한 소프트웨어를 이용하여 사회문제, 공학시스템을 모델링하고, 시뮬레이션해봄으로써 미래를 예측하는 방법론이다. 시스템다이내믹스 시뮬레이션을 통하여 4차 산업혁명시대에 나무가 아닌 숲을 보는 사고와 지혜를 제공하고, 수립한 전략을 사전에 실행해 봄으로써 위험을 회피하고 최선의 의사결정을 선택할 수 있는 기회를 제공해준다.

본서는 시스템다이내믹스 방법론을 구현할 수 있는 Vensim software을 이용하여 시스템사고, 시스템다이내믹스 학습, 모델링, 시뮬레이션을 수행해봄으로써 시스템을 구성하는 인과요인들을 파악하고 학습하여 미래를 바라보는 혜안의 도구로 활용될 수 있다.

2007년 1판, 2014년 2판을 거쳐 2020년 3판 전면 개정판을 출간하게 되었다. 본 개정판은 크게 세 개의 Part로 구성되어 있다.
Part 1은 시스템다이내믹스와 Vensim software의 기본적 기능을 이해할 수 있고,
Part 2는 Vensim software를 활용한 기본적 모델링 기법을 설명하고,
Part 3은 Vensim software의 시뮬레이션 분석과 응용을 학습하도록 구성하였다.

본서의 교정을 봐주신 홍선미 선생님과 출판을 위해 물질적ㆍ정신적 지원을 아끼지 않은 서울경제경영출판사의 김은중 대표님께 감사의 말씀을 드립니다

2021년 1월 4일
대표 역저자 정관용