管理系統(tǒng)仿真建模及應(yīng)用

前言

仿真（simulation）是對(duì)客觀世界實(shí)際過(guò)程或系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的模仿。仿真要產(chǎn)生一個(gè)人為的系統(tǒng)的經(jīng)歷，然后觀察這個(gè)人為的經(jīng)歷，以便描繪推斷出和實(shí)際系統(tǒng)有關(guān)的運(yùn)行特征。仿真是通過(guò)模型來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，幫助我們了解現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)新系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和規(guī)劃的一種活動(dòng)。它與高性能計(jì)算（high performance computing）一起，正成為繼理論研究和實(shí)驗(yàn)研究之后的“第三種認(rèn)識(shí)和改造客觀世界的重要手段”。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是設(shè)計(jì)和研究復(fù)雜系統(tǒng)的一種基本的理論方法。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)管理、工程技術(shù)、軍事研究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)等自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。然而，國(guó)內(nèi)大多數(shù)仿真教材面向理工科學(xué)生，比較注重仿真建模編程和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，對(duì)經(jīng)濟(jì)管理類學(xué)生來(lái)說(shuō)編程顯然要耗費(fèi)大量時(shí)間，有更大的難度。本書(shū)面向經(jīng)濟(jì)與管理類學(xué)生，主要講述運(yùn)用仿真軟件實(shí)現(xiàn)仿真建模的方法和技巧。借助先進(jìn)的可視化交互仿真建模技術(shù)，采用圖形用戶界面和交互式直觀的建模方法，使得枯燥的仿真建模與編程變得生動(dòng)有趣并且容易理解。從管理決策咨詢者的觀點(diǎn)出發(fā)，借助仿真模型分析隨機(jī)決策問(wèn)題，用仿真方法理解系統(tǒng)行為，評(píng)價(jià)備選決策方案的效果，突出仿真建模的應(yīng)用技術(shù)。本書(shū)主要內(nèi)容包括：（1）管理系統(tǒng)仿真建模技術(shù)概述。包括仿真概念與分類，仿真建模技術(shù)與管理決策，仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢(shì)。（2）仿真建模的概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)。（3）靜態(tài)仿真建模技術(shù)及應(yīng)用。通過(guò)一系列管理決策模型的案例來(lái)說(shuō)明建立和運(yùn)行靜態(tài)仿真模型的方法和技巧，并演示了隨機(jī)財(cái)務(wù)模型的敏感性分析，以及股票、期權(quán)價(jià)格和投資組合方案的仿真模型。（4）離散事件仿真建模技術(shù)及應(yīng)用。包括離散事件系統(tǒng)建?；痉椒?，事件調(diào)度法的建模思想應(yīng)用于排隊(duì)系統(tǒng)和庫(kù)存系統(tǒng)，事件調(diào)度法、活動(dòng)掃描法（三階段法）、進(jìn)程交互法3種離散事件仿真策略。（5）可視化交互仿真軟件Arena。包括Arena軟件的功能特點(diǎn)，以典型案例為背景講述Arena的基礎(chǔ)模塊（流程圖模塊和數(shù)據(jù)模塊）和高級(jí)模塊的主要功能和建模技術(shù)。（6）Arena圖形建模技術(shù)、分層建模技術(shù)與實(shí)例。（7）仿真輸出結(jié)果分析技術(shù)和仿真模型的確認(rèn)、驗(yàn)證。（8）仿真技術(shù)在管理決策中的應(yīng)用案例，重點(diǎn)介紹服務(wù)系統(tǒng)、制造系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)仿真建模方法。（9）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及Vensim軟件的應(yīng)用簡(jiǎn)介。

內(nèi)容概要

本書(shū)通過(guò)一系列應(yīng)用實(shí)例闡述如何利用仿真技術(shù)分析隨機(jī)決策問(wèn)題，用仿真方法理解系統(tǒng)行為，用仿真模型評(píng)價(jià)備選決策方案的效果。主要內(nèi)容包括：管理系統(tǒng)仿真建模概述；仿真建模的概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)；靜態(tài)仿真技術(shù)及應(yīng)用：隨機(jī)財(cái)務(wù)模型，敏感性分析，股票、期權(quán)價(jià)格和投資組合方案的仿真建模技術(shù)；離散事件仿真建模技術(shù)及應(yīng)用；可視化交互仿真軟件Arena建模技術(shù)及應(yīng)用；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及軟件Vensim的應(yīng)用；仿真建模技術(shù)在管理決策中的典型應(yīng)用案例。《管理系統(tǒng)仿真建模及應(yīng)用》通過(guò)實(shí)例詳細(xì)解析仿真建模方法，每章后附有習(xí)題和思考題?！豆芾硐到y(tǒng)仿真建模及應(yīng)用》適合用做經(jīng)濟(jì)管理類本科生和研究生教材，也可供理工科學(xué)生和管理決策咨詢?nèi)藛T在職學(xué)習(xí)使用。

作者簡(jiǎn)介

雋志才,1954年生，工學(xué)博士，上海交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，獲國(guó)務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼。講授本科和研究生系統(tǒng)仿真課程近20年。曾擔(dān)任中國(guó)公路學(xué)會(huì)理事，吉林省公路學(xué)會(huì)常務(wù)理事、副理事長(zhǎng)，全國(guó)高等學(xué)校交通運(yùn)輸類教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、公路運(yùn)輸分委員會(huì)副主任委員。現(xiàn)擔(dān)任中國(guó)系統(tǒng)仿真學(xué)會(huì)理事、上海市系統(tǒng)仿真學(xué)會(huì)理事、上海市交通工程學(xué)會(huì)理事、中國(guó)道路運(yùn)輸協(xié)會(huì)專家委員會(huì)副主任委員。主要研究領(lǐng)域?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸規(guī)劃與管理、交通系統(tǒng)仿真、物流系統(tǒng)分析，完成國(guó)家863、國(guó)家自然科學(xué)基金和省部級(jí)項(xiàng)目60余項(xiàng)，發(fā)表論文150余篇（其中SCI／EI檢索50余篇），出版專著一部、主編國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材兩部，獲省部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

書(shū)籍目錄

第1章 管理系統(tǒng)仿真建模概論  1.1 系統(tǒng)及其分類  1.2 系統(tǒng)模型與決策  1.3 系統(tǒng)仿真與建模  1.4 仿真建模的基本步驟  1.5 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)  思考題第2章 仿真的概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)  2.1 隨機(jī)變量模型的確定  2.2 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)  2.3 均勻分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生  2.4 隨機(jī)變量產(chǎn)生的原理  2.5 典型隨機(jī)變量的產(chǎn)生  習(xí)題與思考題第3章 靜態(tài)仿真建模及應(yīng)用  3.1 概述  3.2 促銷活動(dòng)的利潤(rùn)模型  3.3 敏感性分析仿真  3.4 蒙特卡羅方法  3.5 評(píng)價(jià)決策——單周期庫(kù)存模型  3.6 用電子表格仿真較復(fù)雜的模型  3.7 保險(xiǎn)費(fèi)模型  習(xí)題與思考題第4章 金融仿真模型與@RISK  4.1 概述  4.2 股票價(jià)格模型  4.3 期權(quán)與期貨的仿真  4.4 股票價(jià)格的動(dòng)態(tài)仿真模型  4.5 相關(guān)資產(chǎn)的價(jià)值  4.6 數(shù)據(jù)分布的擬合  習(xí)題第5章 離散事件系統(tǒng)仿真建模方法  5.1 離散事件系統(tǒng)仿真建模的基本概念  5.2 離散事件仿真模型的時(shí)鐘推進(jìn)機(jī)制  5.3 離散事件系統(tǒng)仿真策略  5.4 排隊(duì)系統(tǒng)的建模與仿真  5.5 庫(kù)存系統(tǒng)的建模與仿真  習(xí)題與思考題  6章 仿真結(jié)果分析與模型校驗(yàn)  6.1 仿真的類別和系統(tǒng)的性能測(cè)度  6.2 終止型仿真的結(jié)果分析  6.3 穩(wěn)態(tài)型仿真的結(jié)果分析  6.4 方差縮減技術(shù)  6.5 仿真模型確認(rèn)、驗(yàn)證與認(rèn)定  6.6 系統(tǒng)性能比較  6.7 仿真結(jié)果分析應(yīng)用舉例  習(xí)題與思考題第7章 Arena仿真建模與應(yīng)用  7.1 Arena建模概述  7.2 銀行服務(wù)系統(tǒng)Arena模型  7.3 復(fù)印中心Arena模型  7.4 電子部件的裝配與測(cè)試系統(tǒng)模型  7.5 電子部件裝配與測(cè)試系統(tǒng)模型的改進(jìn)  7.6 Arena輸入數(shù)據(jù)分析器的應(yīng)用  習(xí)題與思考第8章 Arena分層建模及應(yīng)用  8.1 Arena分層建模  8.2 燃料補(bǔ)給站Arena分層模型  8.3 燃料補(bǔ)給站模型Arena動(dòng)畫(huà)  8。4Arena分層和多模板建模方法  8.5 Arena模型調(diào)試與糾錯(cuò)  8.6 電話服務(wù)中心模型的動(dòng)畫(huà)仿真  8.7 電話服務(wù)系統(tǒng)模型簡(jiǎn)化與性能測(cè)度  8.8 仿真結(jié)果分析與資源優(yōu)化配置  習(xí)題與思考題第9章 服務(wù)與制造系統(tǒng)仿真建模  9.1 服務(wù)系統(tǒng)模型的基本特性  9.2 制造系統(tǒng)仿真建模  9.3 運(yùn)輸系統(tǒng)仿真建模  習(xí)題第10章 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及應(yīng)用簡(jiǎn)介  10.1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模原理與方法  10.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真語(yǔ)言——DYNAMO  10.3 Vensim軟件與物流系統(tǒng)仿真  10.4 應(yīng)用案例：超市配送中心庫(kù)存策略模型  習(xí)題與思考題  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：仿真的應(yīng)用領(lǐng)域還有分析柔性制造系統(tǒng)的運(yùn)作、自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)車及自動(dòng)存取系統(tǒng)；評(píng)估電路板的設(shè)計(jì)、通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及倉(cāng)儲(chǔ)和物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；分析計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。在公用事業(yè)，仿真被應(yīng)用于評(píng)估道路設(shè)計(jì)和交通信號(hào)燈信號(hào)配時(shí)、郵件處理系統(tǒng)、駕照發(fā)放系統(tǒng)、醫(yī)院的救護(hù)系統(tǒng)、急診室、x光放射部門(mén)、核廢料處理系統(tǒng)及大學(xué)的財(cái)政計(jì)劃等。其他領(lǐng)域的應(yīng)用包括分析戰(zhàn)術(shù)、出租車調(diào)度、報(bào)紙生產(chǎn)及農(nóng)作物管理等。這些應(yīng)用在winter仿真會(huì)議文獻(xiàn)匯編中有大量文章闡述，有一部分文章涉及現(xiàn)實(shí)世界中問(wèn)題的仿真，部分文章涉及了仿真的潛在應(yīng)用。過(guò)去30年來(lái)，仿真在解決商業(yè)及工業(yè)問(wèn)題上應(yīng)用的不斷加深可歸功于三個(gè)方面的發(fā)展。第一，服務(wù)于商業(yè)和政府部門(mén)的大部分工作人員都開(kāi)始使用更快、更容易使用的電腦。事實(shí)上，許多仿真都可以在個(gè)人電腦上應(yīng)用。第二，高效的軟件使得仿真程序能夠快速便捷地運(yùn)行。大部分這樣的軟件都可以在個(gè)人機(jī)和大型機(jī)上運(yùn)行。第三，過(guò)去十年中，在機(jī)械設(shè)計(jì)、商業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域中學(xué)習(xí)仿真的學(xué)生越來(lái)越多。仿真的優(yōu)越性在于：一方面，相對(duì)于解析模型，它相對(duì)簡(jiǎn)單；另一方面，它可以分析原始模型的大量參數(shù)而不需要因?yàn)橛脤?shí)際模型作實(shí)驗(yàn)而花費(fèi)大量的成本或者由于使用解析方法分析而建立復(fù)雜的公式。仿真是再現(xiàn)離散系統(tǒng)的一系列數(shù)值和程序的集合，并使用數(shù)字計(jì)算機(jī)在建立的模型上抽樣實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)廣義的定義，包括現(xiàn)實(shí)中的任何隨機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)它也清晰地反映了仿真能夠產(chǎn)生隨機(jī)樣本的事實(shí)。需要注意的是，仿真是一系列技術(shù)的集合，是一種涉及通過(guò)使用數(shù)字計(jì)算機(jī)觀察模型行為來(lái)提煉模型有用信息的方法。仿真模型實(shí)際指能夠使用仿真進(jìn)行分析的模型。我們可以把仿真應(yīng)用的眾多領(lǐng)域歸結(jié)為三個(gè)方面。

編輯推薦

《管理系統(tǒng)仿真建模及應(yīng)用》由清華大學(xué)出版社出版。

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