第1讲 管理系统模拟概论(精品·公开课件).ppt

1.5系统仿真在各领域中的应用 武器装备研制、使用、训练 各种飞行器武器的模拟训练机 地面武器驾驶训练 坦克、系统集成训练、针对特定战场的战前训练 在工业领域中的应用 虚拟设计、虚拟制造 虚拟机的广泛使用 虚拟光驱 在教育与训练中的应用 电力机组的运行训练、化工厂机组、航天机组的运行训练 核电机组的运行训练、突发情况下的应机处理程序训练 在交通、生物、医学中的应用 三维人体模型 细菌细胞的微观成长、宏观扩散演化过程 交通负载运行模拟 管理系统模拟概论 胡雄鹰Huxy-admin@ 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、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