第1讲_管理系统模拟概论分解.ppt

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 人们认识到： 可以利用模型去描述所研究的系统。 早期的物理模型：分子物理模型、天体系统模型、工程模型、沙盘作战模型 后来的电子模拟：电子鹰、电子表 工程过程模拟：交通系统模拟、航空航天模拟、军事作战模拟 近年来发展到管理，经济，股市，政策，虚拟世界，人工智能等领域。 多个事物或对象相互关联而形成的统一体 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。 军事领域 军事领域是应用模拟技术较早的领域。 训练模拟器是军事领域中应用最为突出的一项模拟技术。 视频：军事模拟-装甲车军事演习(虚拟仿真) 环境领域 对气候变化进行预测的模型。 引入各种不同的因素，看到底什么样的因素可能导致今天的气候变化结果。 视频：生态环境设计方案 生物领域 应用放大或缩小时间系统的技术，研究生命的起源、研究植物的生长。 视频：龙年春晚虚拟植物技术 生产制造过程模拟 从生产设计、制造到装配的全过程的模拟。 龙潭湖污水处理站模拟动画 社会经济领域 政策模拟 商战模拟 商务模拟公司 1.1.2 系统模型 系统模型是对一个现实存在的系统或计划建立的系统的抽象描述。 1）实体模型 直观模型 物理模型 2）符号模型：在一些约定或假设条件下借助于专门的符号/线条等，按一定形式组合起来的模型，如地图/电路图/化学结构形式等。 （1）定量模型 （2）定性模型 （3）实现它们的计算机程序 （1）定量模型 即数学逻辑模型 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 （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，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。