经济学第讲物流系统建模.pptx

1 2022-9-13 §2.1 模型概述 模型的定义 模型的分类 实物模型 图形模型 最优化模型 仿真模型 第1页/共62页 2 2022-9-13 §2.1.1 模型的定义 模型是指为了某个特定目的而将原型所具有的本质属性的某一部分信息经过简化、提炼而构造的原型替代物。 模型集中反映系统信息的整体，是对实际系统的一种抽象，是系统本质的表述，是人们对客观世界反复认识、分析，经过多级转换、整合等过程而形成的最终成果，它具有与系统相似的数学描述或物理属性，以各种可用的形式，给出研究系统的信息。 一个原型，为了不同的目的可以有多种不同的模型。 模型是对真实系统中那些有用的和令人感兴趣的特性的抽象化。 第2页/共62页 3 2022-9-13 §2.1.2 模型的分类 从不同的角度观察模型，可以得出多种不同的分类方法。 按照模型的形式分，模型有抽象模型和形象模型； 按模型中变量的性质分，模型有动态模型和静态模型、连续模型和离散模型、确定性模型和随机性模型等； 按模型的规模分，模型有宏观模型、中观模型、微观模型； 按模型的用途分，模型有工程用模型、科研用模型、管理用模型等。 第3页/共62页 4 2022-9-13 按模型的形式细分 第4页/共62页 5 2022-9-13 模型的分类 根据模型与实际系统的一致程度，可概略地把模型分为以下四类： 实物模型 图形模型 最优化模型 仿真模型 第5页/共62页 6 2022-9-13 §2.1.3 实物模型 实物模型是根据系统之间的相似性而建立起来的物理模型。 静态的实体模型最常见的是比例模型。 例如，建筑师做缩小比例的房屋模型，作为自己的设计方案。 第6页/共62页 7 2022-9-13 §2.1.4 图形模型 图形模型是用少量文字、简明的数字、不同形式的直线和曲线所构成的图模型，直观、生动、形象地表示出现实系统的本质和规律。 图形模型又可分为流程图、方框图、结构图、流图及网络图等。 流程图：反映某种实体的流转过程，例如生产流程图。 方框图：一个系统由许多子系统组成，用方框来代表子系统从而简化了对问题的说明。 结构图：用来研究系统元素之间逻辑联系、结构层次、空间分布等。如管理决策的层次结构、企业的组织结构。 流图：可分为信息流图、资金流图和物流图。信息流图能反映组织信息的来龙去脉；资金流图反映了费用的流转和消耗情况，通过计算每一环节的费用可以分析出企业的生产效益；物流图反映了物资流动的方向、运量、距离和费用等内容，对研究工厂布局、计算运费、确定运输工具有重要意义。 第7页/共62页 8 2022-9-13 §2.1.5 最优化模型 广义地说，凡是一切数学概念、数学理论体系、各种数学公式、各种方程式以及由公式系列构成的算法系统等都被称为数学模型。 狭义的说，凡是将具体现象、事物的特征和性质给以数学表达的数学结构，如各种等式、不等式、图、表或框图等，也叫数学模型。 数学模型是由实物模型为基础（如图），以解决现实问题为目的，在正确分析研究现实对象、构建系统的实物模型和抽象系统的结构特征的基础上建立的。它必须反映现实问题的数量关系。 第8页/共62页 9 2022-9-13 最优化模型 第9页/共62页 10 2022-9-13 最优化模型 数学模型给科学研究的对象以定量描述，从而把科学推向更高阶段。 数学建模是一种具有创新性的科学方法，它将现实问题简化、抽象为一个数学问题或数学模型，然后采用恰当的数学方法求解，进而对现实问题进行定量分析和研究，最终达到解决实际问题之目的。 但是能用数学表示的事物是有限的，在许多情况下，与现象完全吻合的数学表述是不可能的。 因而，数学模型必须对现象做一些必要的简化和假设： 首先，要忽略现实问题中许多与数量无关的因素， 其次，还要忽略一些次要的数量因素。 因此，数学模型可以说是用数学关系式描述的一种假定情况。 第10页/共62页 11 2022-9-13 最优化模型 数学模型包括概念模型和正规模型，其建模过程称为一次建模。 概念模型是指用说明文字、框图、流程和资料等形式对原始系统的描述； 正规模型是用符号和数学方程式来表示的系统的模型，其中系统的属性用变量表示，系统的活动则用相互有关的变量之间的数学函数关系式来表示。 正规模型通常依赖精确的数学方程式和严密的数学过程来分析和评价系统的各种可选方案，所得的解往往是针对该问题的最优解，因此也称为最优化模型。 最优化模型也有其局限性。由于实际系统的复杂性，如果建立的模型对现实系统的描述过于细致，则即使利用最大型的计算机，也可能无法在合理的时间内计算出最优解。 第11页/共62页 12 2022-9-13 §2.1.6仿真模型 能提供数学最优解的模型虽然看起来最好，但有时，在理论上的最优解对现实的系统却没有意义。例如，物流