隨著人們?nèi)粘I詈凸ぷ鳝h(huán)境的智能化,社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、企業(yè)、人群等系統(tǒng)的運(yùn)作日益呈現(xiàn)出復(fù)雜特征。因而,作為復(fù)雜管理系統(tǒng)在不確定性環(huán)境下運(yùn)作機(jī)理及其性能表現(xiàn)的分析方法、輔助決策與輔助設(shè)計(jì)方法,管理系統(tǒng)模擬已被人們普遍接受,其原理和工具也在不斷地發(fā)展和更新,與此同時(shí)管理系統(tǒng)模擬也出現(xiàn)了各類(lèi)思想、概念、方法和術(shù)語(yǔ)。國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)管理系統(tǒng)模擬的定義、分類(lèi)沒(méi)有達(dá)成統(tǒng)一的共識(shí),不利于管理系統(tǒng)模擬在實(shí)際應(yīng)用中的推廣和在學(xué)術(shù)研究上的深入。
基于此,作者首先根據(jù)多年來(lái)學(xué)術(shù)研究和社會(huì)實(shí)踐的體驗(yàn),從對(duì)計(jì)算機(jī)模擬本質(zhì)特征的深刻認(rèn)識(shí)人手,對(duì)管理系統(tǒng)模擬進(jìn)行分類(lèi),包括離散模擬、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬、多Agent模擬、定性模擬四大類(lèi),并對(duì)四類(lèi)模擬方法的基本概念、原理、方法及其在管理領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)的介紹和總結(jié)。除了四類(lèi)模擬的基本原理以外,模擬模型的輸入處理和輸出分析、模擬模型的驗(yàn)證(model verification)和確認(rèn),以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等原理和方法,也是整個(gè)管理系統(tǒng)模擬理論不可缺少的組成部分,在本書(shū)中作者對(duì)它們進(jìn)行系統(tǒng)介紹。
其次向讀者介紹管理系統(tǒng)模擬的常用工具,其中,Arena擅長(zhǎng)于離散事件模擬及離散一連續(xù)混合模擬;AnyLogic是集成化模擬軟件,可用于除定性模擬以外的所有類(lèi)型的模擬,并能在同一個(gè)環(huán)境中同時(shí)模擬不同類(lèi)型模擬模型;NetLogo是用于多Agent模擬的開(kāi)放型模擬平臺(tái);VenSim則是傳統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)用于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(system dynamic,SD)建模與模擬的工具;Excel和Matlab可分別用于蒙特卡羅分析和連續(xù)模擬。
對(duì)于離散事件模擬在企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行層的應(yīng)用,本書(shū)中分別介紹Arena在加工、資源能力變化、物流、布局與調(diào)度、庫(kù)存控制等過(guò)程的應(yīng)用細(xì)節(jié)。而對(duì)于復(fù)雜現(xiàn)象或過(guò)程,單純使用模擬方法,不足以應(yīng)對(duì)實(shí)際問(wèn)題,因此,本書(shū)中又詳細(xì)介紹集成模擬原理、離散事件模擬和優(yōu)化方法、多Agent模擬和實(shí)證研究方法、多Agent模擬和博弈論、心理學(xué)等集成方法。
與其他同類(lèi)型的書(shū)籍相比,本書(shū)具有的特色是系統(tǒng)性、全面性,即不僅介紹四種類(lèi)型模擬的原理、方法、工具和應(yīng)用,而且還介紹模擬模型的輸入/輸出、驗(yàn)證確認(rèn)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、模擬模型的集成化應(yīng)用。
本書(shū)受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.71271093)的部分資助,在編撰過(guò)程中,作者參閱并應(yīng)用許多學(xué)者的研究成果,碩士研究生李京蔚在收集和整理這些成果上提供了很多幫助,碩士研究生許子來(lái)運(yùn)用C#開(kāi)發(fā)和檢驗(yàn)了第2章離散事件模擬模型,碩士研究生劉洪波和博士研究生夏泥在第2章的并行分布式離散事件模擬中做了編輯和開(kāi)發(fā)工作。科學(xué)出版社王京蘇編輯對(duì)本書(shū)做了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的編輯工作。在此,對(duì)所有幫助過(guò)我們的人士致以衷心的感謝。
由于作者水平有限,不足之處在所難免,為了我國(guó)管理領(lǐng)域計(jì)算機(jī)模擬事業(yè)的發(fā)展,懇請(qǐng)廣大讀者不吝賜教。
第1部分 原理篇
第1章 概論
1.1 系統(tǒng)的概念月
1.2 管理系統(tǒng)模擬
1.3 系統(tǒng)模擬的一般步驟
1.4 系統(tǒng)模擬的實(shí)例:一個(gè)手工模擬
習(xí)題與思考
第2章 離散模擬原理
2.1 基本概念
2.2 模擬時(shí)間推進(jìn)機(jī)理
2.3 離散系統(tǒng)模擬的評(píng)價(jià)
2.4 M/M門(mén)排隊(duì)系統(tǒng)的模擬
2.5 庫(kù)存控制的模擬
2.6 并行/分布式模擬
習(xí)題與思考
第3章 連續(xù)模擬原理
3.1 連續(xù)模擬基礎(chǔ)
3.2 連續(xù)模擬的數(shù)值積分法
3.3 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
3.4 連續(xù)系統(tǒng)模型的建模示例
習(xí)題與思考
第4章 多Agent模擬原理
4.1 多Agent模擬
4.2 元胞自動(dòng)機(jī)模擬
本章附錄
習(xí)題與思考
第5章 定性模擬原理
5.1 管理系統(tǒng)的復(fù)雜性特征
5.2 定性模擬的發(fā)展過(guò)程
5.3 定性模擬方法的分類(lèi)
5.4 QSIM方法
5.5 商品產(chǎn)量與價(jià)格演化的定性模擬
習(xí)題與思考
第6章 模擬模型的輸入處理
6.1 模擬模型的輸入分析
6.2 隨機(jī)變量的生成
習(xí)題與思考
第7章 模擬輸出的統(tǒng)計(jì)分析
7.1 模擬的類(lèi)別和系統(tǒng)的性能測(cè)度
7.2 終態(tài)模擬的置信區(qū)間
7.3 穩(wěn)態(tài)模擬的置信區(qū)間
7.4 多方案模擬輸出的比較分析
習(xí)題與思考
第8章 模擬模型的確認(rèn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
8.1 模擬模型的驗(yàn)證
8.2 系統(tǒng)模型的確認(rèn)
8.3 模擬的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
習(xí)題與思考
第2部分 工具篇
第9章 模擬工具——Arena
9.1 結(jié)構(gòu)與功能
9.2 基本模塊
第10章 模擬工具——AnyLogic
10.1 AnyLogic的開(kāi)發(fā)環(huán)境
10.2 應(yīng)用示例
第11章 模擬工具——Excel和Matlab
11.1 Excel
11.2 Mallab
第3部分 Arena應(yīng)用篇
第12章 生產(chǎn)系統(tǒng)工件加工過(guò)程的模擬
12.1 簡(jiǎn)單生產(chǎn)檢驗(yàn)過(guò)程的模擬
12.2 單件車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程的模擬
12.3 實(shí)體回避的模擬
習(xí)題與思考
第13章 生產(chǎn)系統(tǒng)資源能力變化的模擬
13.1 資源能力的確定性變化
13.2 資源能力的隨機(jī)性變化
13.3 非穩(wěn)定泊松到達(dá)過(guò)程
習(xí)題與思考
第14章 生產(chǎn)系統(tǒng)物流過(guò)程的模擬
14.1 物流過(guò)程
14.2 基于移動(dòng)運(yùn)輸工具的物流過(guò)程模擬
14.3 基于固定運(yùn)輸工具的物流過(guò)程模擬
習(xí)題與思考
第15章 生產(chǎn)系統(tǒng)布局與調(diào)度的模擬
15.1 生產(chǎn)系統(tǒng)布局的設(shè)計(jì)
15.2 生產(chǎn)系統(tǒng)中工件流動(dòng)的控制
習(xí)題與思考
第16章 生產(chǎn)系統(tǒng)庫(kù)存控制的模擬
16.1 庫(kù)存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
16.2 庫(kù)存系統(tǒng)運(yùn)行的模擬
16.3 允許訂單積壓的庫(kù)存系統(tǒng)運(yùn)行的模擬
習(xí)題與思考
第4部分 集成模擬篇
第17章 模擬方法的集成模式
17.1 四類(lèi)模擬方法的本質(zhì)特征分析
17.2 集成模式
第18章 離散事件模擬與優(yōu)化算法的集成
18.1 單元制造車(chē)間布局的設(shè)計(jì)問(wèn)題
18.2 整數(shù)規(guī)劃模型
18.3 備選制造單元設(shè)計(jì)方案
18.4 模擬評(píng)估
第19章 多Agent模擬與實(shí)證研究方法的集成
19.1 網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)擴(kuò)散問(wèn)題
19.2 實(shí)證研究
19.3 模擬模型
19.4 模型確認(rèn)
19.5 模擬分析
本章附錄
第20章 多Agent模擬與博弈論、心理學(xué)的集成
20.1 人群合作與沖突演化問(wèn)題
20.2 系統(tǒng)模型
20.3 建立和驗(yàn)證模擬模型
20.4 模擬實(shí)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
附錄1 模擬中的概率分布
附錄2 正態(tài)分布函數(shù)
附錄3 t分布的臨界點(diǎn)