管理系统模拟

**篇 管理系统模拟的基本原理 第1章 管理系统模拟概述2 学目标2 1.1 管理决策的点和挑战2 1.1.1 管理决策及其点2 1.1.2 现实问题的新挑战2 1.1.3 问题的求解对策3 1.2 系统及模型概述4 1.2.1 系统的定义和分类4 1.2.2 系统模型概述4 1.3 系统模拟概述6 1.3.1 系统模拟的概念6 1.3.2 系统模拟的分类7 1.3.3 系统模拟的点8 1.4 管理系统模拟及其应用 9 1.4.1 管理系统模拟的含义9 1.4.2 主要应用领域10 1.4.3 管理问题和对应的模拟方法10 1.5 系统模拟的实施过程11 1.5.1 系统模拟的三个段11 1.5.2 系统模拟实施的步骤12 本章小结13 测练题13 思考练题14 第2章 概率统计基础与蒙卡 罗法15 学目标15 2.1 概述15 2.2 随机变量的性质15 2.2.1 随机变量的性质及数字 征15 2.2.2 常用概率分布函数18 2.3 统计分析基础24 2.3.1 统计推断概述24 2.3.2 参数估计24 2.3.3 假设检验27 2.3.4 中心限定理与大数定律29 2.4 蒙卡罗方法30 2.4.1 基本思想30 2.4.2 勃丰投针实验30 2.4.3 蒙卡罗法的应用32 本章小结33 测练题33 思考练题33 第3章 离散事件系统模拟35 学目标35 3.1 离散事件系统的基本概念35 3.1.1 离散事件系统35 3.1.2 离散事件系统建模35 3.2 排队系统 36 3.2.1 排队系统的构成36 3.2.2 排队系统模型36 3.2.3 排队系统的性能指标41 3.2.4 M/M/1模型44 3.2.5 排队网络46 3.3 存储系统47 3.3.1 存储系统的构成47 3.3.2 确定性存储系统模型49 3.3.3 随机性存储系统模型51 3.4 网络计划模型55 3.4.1 基本概念55 3.4.2 网络计划图55 3.5 离散事件系统模拟方法57 3.5.1 基本术语57 3.5.2 模拟策略概述61 3.5.3 事件调度法62 3.5.4 模拟程序的构成64 3.6 一个手动的模拟推演过程65 3.6.1 系统的描述65 3.6.2 系统建模66 3.6.3 手动模拟过程67 3.7 其他模拟策略简介74 3.7.1 活动扫描法74 3.7.2 三段扫描法76 3.7.3 进程交互法78 3.8 Petri网模型79 3.8.1 Petri网概述79 3.8.2 Petri网与系统分析82 本章小结83 测练题83 思考练题83 第4章 连续系统模拟86 学目标86 4.1 连续系统的建模86 4.1.1 连续系统的数学模型86 4.1.2 连续系统建模方法87 4.2 连续系统的模拟89 4.2.1 连续系统模拟方法89 4.2.2 方法的选择及误差控制 94 4.3 系统动力学的基本原理95 4.3.1 系统动力学基础95 4.3.2 动力学系统的行为模式与 结构96 4.4 系统动力学的建模过程99 4.4.1 建模过程概述99 4.4.2 系统框图100 4.4.3 因果回路图的构建100 4.4.4 流图的构建102 4.4.5 建立模型方程104 4.4.6 系统的行为分析108 本章小结112 测练题112 思考练题112 第5章 Agent建模与模拟114 学目标114 5.1 复杂系统分析方法概述114 5.1.1 复杂系统的概念114 5.1.2 复杂系统的研究方法117 5.2 元胞自动机模型119 5.2.1 基本概念119 5.2.2 模型的构成与模拟规则122 5.2.3 模型案例：康威生命游戏123 5.3 Agent的概念126 5.3.1 Agent的定义与分类126 5.3.2 Agent的构成内容129 5.4 基于Agent的建模及模拟方法131 5.4.1 基于Agent的建模131 5.4.2 基于Agent的模拟132 5.4.3 Agent建模及模拟的实例133 本章小结137 测练题137 思考练题138 第二篇 管理系统模拟的数据及分析 第6章 随机数与随机变量的生成140 学目标140 6.1 随机数的生成140 6.1.1 随机数的作用与性质140 6.1.2 随机数的生成方法141 6.1.3 随机数的检验142 6.2 随机变量的生成145 6.2.1 生成方法概述145 6.2.2 逆变换法146 6.2.3 函数变换法149 6.2.4 卷积法150 6.2.5 组合法151 6.2.6 舍选法152 6.3 到达过程的生成153 6.3.1 泊松到达过程153 6.3.2 批到达过程154 本章小结154 测练题154 思考练题155 第7章 模拟输入数据分析156 学目标156 7.1 输入数据分析概述156 7.1.1 输入数据分析的意义156 7.1.2 输入数据分析的步骤156 7.2 数据收集过程157 7.2.1 数据收集的作用157 7.2.2 数据收集注意事项157 7.3 分布的识别158 7.3.1 分布识别的任务158 7.3.2 直方图的构筑158 7.4 参数估计160 7.5 拟合度检验161 7.5.1 卡方检验161 7.5.2 K-S检验164 7.6 相关性分析165 7.6.1 协方差和相关性分析165 7.6.2 单变量线性回归166 本章小结167 测练题168 思考练题168 第8章 单系统模拟输出数据分析169 学目标169 8.1 输出分析概述169 8.1.1 输出分析的意义169 8.1.2 模拟输出数据的随机性169 8.1.3 系统性能的测度171 8.1.4 模拟输出分析的分类171 8.2 止型模拟的输出分析172 8.2.1 止型模拟的点172 8.2.2 独立重复运行法172 8.3 稳态型模拟的输出分析174 8.3.1 稳态型模拟概述174 8.3.2 批均值法175 8.3.3 重复删除法176 8.4 方差减缩技术177 8.4.1 方差减缩的意义177 8.4.2 对偶变量法177 8.4.3 公共随机数法178 8.5 模拟模型的验证和确认179 8.5.1 概述179 8.5.2 模拟模型的验证179 8.5.3 模拟模型的确认180 8.5.4 实际数据与模拟数据的统计 比较181 本章小结184 测练题184 思考练题184 第9章 多系统方案比较与化186 学目标186 9.1 概述186 9.2 两个系统方案的比较186 9.2.1 基本思想186 9.2.2 独立采样法比较188 9.2.3 相关采样法比较191 9.2.4 各种比较方法的选择192 9.3 多系统方案的比较192 9.3.1 多系统比较的置信区间192 9.3.2 多系统方案比较方法194 9.4 模拟化方法194 9.4.1 模拟化问题概述194 9.4.2 模拟化问题求解195 9.4.3 模拟化例198 本章小结203 测练题203 思考练题203 第三篇 管理系统模拟的应用 第10章 系统模拟工具介绍206 学目标206 10.1 系统模拟工具的功能206 10.1.1 功能概述206 10.1.2 系统模拟工具的分类206 10.1.3 系统模拟工具的发展趋势207 10.2 系统模拟工具Arena208 10.2.1 Arena基本介绍208 10.2.2 Arena建模环境210 10.2.3 Arena建模及模拟过程213 10.3 系统模拟工具FlexSim215 10.3.1 FlexSim基本介绍215 10.3.2 FlexSim建模环境217 10.3.3 FlexSim建模及模拟过程218 10.4 系统模拟工具AnyLogic220 10.4.1 AnyLogic基本介绍220 10.4.2 AnyLogic建模环境221 10.4.3 AnyLogic建模及模拟过程223 10.5 系统模拟工具Vensim224 10.5.1 Vensim基本介绍224 10.5.2 Vensim建模环境225 10.5.3 Vensim建模及模拟过程226 10.6 系统模拟工具NetLogo227 10.6.1 NetLogo基本介绍227 10.6.2 NetLogo建模环境228 10.6.3 NetLogo建模及模拟过程228 10.7 其他系统模拟工具简介230 10.7.1 系统模拟工具 Plant Simulation230 10.7.2 系统模拟工具Simio230 本章小结230 测练题231 思考练题231 第11章 系统模拟应用实例232 学目标232 11.1 Arena建模实例：集装箱码头海 侧作业模拟232 11.1.1 问题概要232 11.1.2 模拟模型的构建234 11.1.3 模型运行与模拟结果237 11.2 FlexSim建模实例：汽车零件 生产线瓶颈工序鉴别239 11.2.1 问题概要239 11.2.2 模拟模型的构建240 11.2.3 模拟结果分析与化244 11.3 AnyLogic建模实例：控制 模型246 11.3.1 问题概要246 11.3.2 模拟模型的构建248 11.3.3 模拟结果分析251 11.4 Vensim建模实例：新产品的销 售过程建模253 11.4.1 问题概要253 11.4.2 模拟模型的构建254 11.4.3 模型的测试256 11.5 NetLogo建模实例：突发公共 卫生事件模拟 258 11.5.1 问题概要258 11.5.2 模拟模型的构建259 11.5.3 模拟运行及结果分析261 本章小结264 参考文献265 附录A t分布表266 附录B χ2分布表268 附录C 管理系统模拟实验系统270