系统动力学模拟.ppt

管理系统仿真 赖朝安 博士 管理系统仿真 内容简介： 系统仿真（亦称系统模拟）是指通过建立和运行系统的数学模型，来模仿实际系统的运行状态及其随时间变化的规律，以实现在计算机上进行试验的全过程。这是近30年来发展起来的一门新兴技术学科。公共管理的对象通常是社会、经济、军事等复杂系统，一般都不能通过真实的实验来进行分析、研究。因此，系统模拟技术就成为十分重要甚至必不可少的工具。本实验在介绍管理系统模拟的概念以及一般原理、方法和步骤的基础上，主要介绍四种基本的模拟方法及其模型，即蒙特卡洛模拟方法、排队模型、系统动力学模拟、多AGENT系统模拟。通过蒙特卡洛模拟可以具体了解管理系统模拟的基本原理及方法，排队模型与多AGENT系统体现了离散事件系统模拟的特点与规律，而系统动力学模拟则是一种可以广泛应用于公共管理决策及政策分析的连续系统模拟方法。 教学目标 通过本课程及实验的学习，使大家了解系统模拟的概念、原理、方法和步骤，掌握蒙特卡洛模拟方法、排队系统模拟方法、系统动力学模拟方法与多AGENT系统模拟方法，以期为提高公共管理问题的决策水平服务。 重点难点 ·系统模拟的概念 ·蒙特卡洛模拟方法 ·排队的概念 ·单服务台与多服务台模型 ·系统动力学方法 ·因果反馈结构 多AGENT系统方法 关键词： 系统模拟 连续系统模拟 离散事件系统模拟 蒙特卡洛模拟 排队论 单服务台排队 多服务台排队 系统动力学 因果关系 因果反馈回路 流图 信息流 物质流 状态变量 流率变量 多AGENT系统 参考文献 1谭跃进，陈英武等，系统工程原理。长沙：国防科技大学出版社，1999 2（加）唐纳德·沃特斯著。张志强等译.管理科学实务教程。北京：华夏出版社，2000 3黄卫伟编著.管理系统模拟的方法及应用.北京：中国人民大学出版社，1991 第一节 管理系统模拟概述 一、管理系统模拟的概念 二、系统模拟的分类 三、系统模拟的基本步骤 问题描述与定义 建立模拟模型 数据采集 模型的确认 模型的编程实现与验证 模拟试验设计 模型的模拟运行 模拟结果的输出与分析 四、管理系统模拟的应用 第二节 蒙特卡洛模拟方法 蒙特卡洛模拟是一种特殊而应用广泛的计算机模拟方法，它是充分利用计算机计算能力的随机实验方法。蒙特卡罗模拟的关键是生成优良的随机数。 对应的实验: 实验一:基于高级编程语言及MATLAB的随机数的产生 实验二:蒙特卡洛模拟 算法实现 第三节 连续系统仿真方法 用通用的软件开发工具，开发连续系统仿真的数字计算机仿真模型，理解连续系统仿真的数值积分算法（龙格－库塔法等） 对应的实验: 实验三:连续系统仿真 第四节 排队模型 一、排队系统基本概念 二、单服务台排队模型 三、多服务台排队模型 四、排队系统模拟 对应的实验: 实验四:离散系统仿真 第四节 系统动力学模拟 一、系统动力学方法 二、因果反馈结构 因果关系 因果反馈回路与反馈系统 反馈系统实列 系统动力学流图 三、系统动力学模拟实例 对应的实验: 实验五:系统动力学模拟 第五节 基于多Agent系统的模拟 Agent概念和特性 Agent模型：BDI Agent结构 Agent通信语言 对应的实验: 实验六:基于多Agent系统的模拟 * * 许多程序语言中都自带生成随机数的方法，如 c 中的 random() 函数，Matlab中的rand()函数等。 但这些生成器生成的随机数效果很不一样，比如 c 中的函数生成的随机数性质就比较差，如果用 c ，最好自己再编一个程序。Matlab 中的 rand() 函数，经过了很多优化。可以产生性质很好的随 机数，可以直接利用。 实验五 基于系统动力学的复杂系统建模与仿真 工商管理学院 工业工程系 赖朝安 博士 系统仿真概述 系统动力学结构模型化原理 基本反馈回路的DYNAMO仿真分析 系统仿真及SD方法 3.1 系统仿真 所谓系统仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。 一、概念及作用 1.基本概念 2、系统仿真的实质 3.1 系统仿真 (1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能