利用CrstalBall仿真工程案例.docx

蒙特卡洛算法1蒙特卡洛算法简介蒙特卡洛算法是一种以概率统计理论方法为指导的一种数值计算方法，是一种将所求解的问题同一定的概率模型相联系，用电子计算机实现统计模拟或抽样，以获得问题的近似解的方法，故又称统计模拟法或统计试验法，是解决不确定性因素随机概率问题的有效方法。2蒙特卡洛算法的基本思想（1）根据提出的问题构造一个简单、适用的概率模型或随机模型，使问题的解对应于该模型中随机变量的某些特征（如概率、均值和方差等），所构造的模型在主要特征参量方面要与实际问题或系统相一致。（2）根据模型中各个随机变量的分布，在计算机上产生随机数，实现一次模拟过程所需的足够数量的随机数。（3）根据概率模型的特点和随机变量的分布特性，设计和选取合适的抽样方法，并对每个随机变量进行抽样（包括直接抽样、分层抽样、相关抽样、重要抽样等）。（4）按照所建立的模型进行仿真试验、计算，求出问题的随机解。（5）统计分析模拟试验结果，给出问题的概率解以及解的精度估计。以上步骤可以简化为：首先，建立一个概率模型或随机过程，使它的参数等于问题的解；然后，通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求随机参数的统计特征；最后，给出所求解的近似值，解的精度可用估计值的标准误差来表示。 在可靠性分析和设计中，用蒙特卡洛模拟法可以确定复杂随机变量的概率分布和数字特征，可以通过随机模拟估算系统和零件的可靠度，也可以模拟随机过程、寻求系统最优参数等。二、蒙特卡洛模拟的步骤蒙特卡洛模拟的仿真软件有很多，如GPSS软件（采用面向业务流程的建模方法，很贴近于现实管理系统的实际业务流程，模型中仿真元素之间的联系与实际系统的元素及相互作用有很直观的映射，模型直观且易于理解）、Stata 软件（是一套提供其使用者数据分析、数据管理以及绘制专业图表的完整及整合性统计软件。它提供许许多多功能，包含线性混合模型、均衡重复反复及多项式普罗比模式）、Eviews软件（是Econometrics Views的缩写，直译为计量经济学观察，通常称为计量经济学软件包。它的本意是对社会经济关系与经济活动的数量规律，采用计量经济学方法与技术进行“观察”。另外Eviews也是美国QMS公司研制的在Windows下专门从事数据分析、回归分析和预测的工具。使用Eviews可以迅速地从数据中寻找出统计关系，并用得到的关系去预测数据的未来值。Eviews的应用范围包括：科学实验数据分析与评估、金融分析、宏观经济预测、仿真、销售预测和成本分析等。）、Crystal?Ball软件等对于本次蒙特卡洛模拟采用的是Crystal?Ball软件以下将以Crystal?Ball软件为基础进行相关模拟工作。1 、Crystal?Ball软件简介Crystal?Ball?是Microsoft?Excel的增益工具，采用Monte?Carol仿真功能协助您分析风险与不确定模型。功能包含敏感度分析、相关性分析、精确控制及历史数据的分配等。Crystal?Ball工作表风险分析结合工作表呈现方式与自动分析模拟，可以清楚的展现因为变量变异造成模型产出的各种情况。如果没有增加仿真功能，那工作表充其量只是揭示单一结果与最一般化的情境。工作表模拟最常用的方法就是蒙特卡洛方法，它可随机产生变量在不同情况下的模型结果。以随机数产生为基础的Monte-Carlo方法已成为现代科研的重要手段之一。其意义早以超出了概率论与数理统计的范畴。广泛应用于计算方法（数值计算）、随机数规划、管理科学、物理化学中的高分子结构的研究等研究领域。Crystal Ball软件的工具条：2 、利用Crystal?Ball软件仿真模拟的步骤利用Crystal Ball来进行计算机仿真的步骤：1建立电子表格模型。2定义随机输入栏（规定关于概率变量的假设）。3定义输出栏来预测即相关的输出变量。4设定执行偏好即设定重复次数。5执行模拟。6 解释结果。步骤1：建立电子表格电子表格建立过程，实际上就是将案例中已知的各相互关系量通过电子表格的形式使得各关系一目了然，例如进行加工一产品有不同的工序，将各工序按顺序列出，找出各工序的前置工序，就可以建立加工该产品的一个工时的模型。步骤2：定义随机输入栏随机输入栏是拥有随机数值的输入字段。需要输入储存格的是假设的机率分配而非一永久的数值。Crystal Ball将每个随机输入栏称作假设栏（assumption cell）。定义假设栏（随机输入栏）的步骤1点选选定的字段。2假如字段没有数值，输入任何一个数字。3点选「Crystal Ball」标签（Excel 2010）或工具列（Excel较早版本）的「Define Assumption」（定义假设）钮。Define Assumption的分布类型简介分布类型分布特点正态分布（NormalDistribution