第1讲 管理系统模拟概论

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1、管理系统模拟概论胡雄鹰13545056294Huxy-admin@sohu.com武汉工程大学管理学院主要参考资料胡斌管理系统模拟清华大学出版社（教材）齐欢系统建模与仿真清华大学出版社(参考书)系统仿真学报第1章管理系统模拟概论1.1系统的概念1.2管理系统模拟1.3系统模拟的实例1.5系统仿真在各领域中的应用0.引言作为复杂管理系统的分析、决策和设计方法，计算机模拟越来越受到人们的重视，并作为21世纪的“目标技术”，早已得到西方发达国家的推崇，在北美上千所设置了工程类和管理类专业的大学里，有80％以上

2、的院系都开设了本科与研究生的计算机模拟课程。计算机和人工智能技术的飞速发展，导致了计算机模拟原理和工具也在不断地发展和更新，管理系统模拟出现了各类思想、概念、方法和术语。国内学术界对管理系统模拟的定义、分类也没有达成统一的共识，很不利于管理系统模拟在实际应用中的推广和在学术研究上的深入。1.1系统的概念1.1.1系统定义：系统是由多个相互依赖、相互作用、共同配合实现预定功能的要素的有机集合体。形式：物理形态的；管理的一定阶段。组成要素：输入;输出;“加工”转化过程;资源;行为变化（动态的随时间而变化的行

3、为）;衡量系统表现的尺度。比如一个制造系统，系统输入包括原材料和设计工艺文件等等，转化过程包括所有的加工工序，而系统的输出则包括制造出的产品等。系统的输入和输出不一定是具体的实物，而可以是相互关联的逻辑变量（比如烤箱的温度与食物被烤熟的时间长短）。计算机模拟应用对象：生产制造系统、交通运输系统、电讯或者通讯网络系统、商业服务系统、医疗卫生系统、行政管理系统、军事系统和其他的社会系统。1.1.2系统模型1）物理模型根据相似原理构造的模型，如波浪水箱中的舰艇模型、风洞中的飞机模型。按比例尺放大或才缩小的沙盘

4、、各种航模等等。可在这些模型上进行分析、对比甚至实验。例如，各种大型压缩机的设计实验就是在模型上进行的。2）符号模型（1）定量模型定量模型即数学逻辑模型，是系统的各种变量的数学逻辑关系的抽象表述。运用定量模型可以对逻辑关系清楚的系统进行建模，比如企业中经常发生的排队问题，虽然复杂，但逻辑关系可以根据通用的规则描述清楚。（2）定性模型a.描述性模型：即运用文字形式简明阐述系统的构成、所处环境、主要功能和研究目的等。b.流程图和图解式模型：通常它们显示了系统组成部分相互之间的基本逻辑关系。运用定性模型，则可

5、以描述不按通用规则运行的系统，主要体现为人们的经验和知识，如汽车司机对方向盘的操纵、一些技艺性较强的工种（如钳工）的操作，大体上是靠这类模型进行的。通常所说的某些领导凭经验做决策也是如此。（3）计算机程序当把定量和定性模型开发成计算机系统时，这些模型就转换成计算机程序，因此，计算机程序也属于符号模型。a.按系统运行规律的显著特征，上述系统模型又有如下的分类：确定性模型随机性模型计算机模拟方法是针对随机性模型的。b.按系统变量随时间变化的特征，系统模型分为：离散型连续型离散-连续混合型1.1.3系统类型（

6、1）离散型系统在离散系统中，随着时间的推移，系统状态只在某些具体的时间点呈离散性变化，在时间点之间则没有变化，而时间可以是连续性的或离散性的，这取决于系统状态的离散性变化可以在任何时间点发生或仅能在某些特殊时间点发生。下图表示了离散系统的状态与时间的关系。离散型系统（2）连续型系统在连续系统中，系统状态随时间呈连续性变化。同样地，模拟时间可以是连续性的，也可是离散性的。下图表示了具有连续时间或离散时间的连续系统的状态与时间的关系。连续型系统(连续时间)连续型系统(离散时间)（3）混合型系统在混合系统中，

7、系统状态可以作连续性及离散性的变化，或者作连续性变化并具有离散性突变。它的系统状态-时间可以是连续性的或离散性的。图1.1.4表示了混合型系统的例子：一个库存控制系统。下图表明，在这个库存控制系统中，由于满足用户需求或生产的耗用，库存量随着时间作连续性变化（减少）。当进行库存补充时，库存量离散性增加，其增量等于库存项目的订货批量。混合型系统1.1.4系统研究方法研究和分析系统的方法以及模型种类（1）解析模型即确定的数学模型。在解析模型中，系统的行为表现（输出变量）是输入变量（包括模型参数）的确定函数，其

8、结果是通过数学计算完全确定的解。比如像下面的一元二次方程：Y=aX2+bX+c（2）模拟模型模拟是建立系统或决策问题的数学或逻辑模型，并以该模型进行试验，以获得对系统行为的认识，或帮助解决决策问题的过程。模拟的过程X、M、Y是不确定性的。不确定性：（1）随机的。用服从概率分布的函数描述。（2）模糊的。用模糊隶属函数描述。（3）灰色的。（4）复杂的。问：有没有毫无规律的不确定性？1.2管理系统模拟1.2.1管理系统企业的一个部门、企业的一项业