本書包含7章內容,可分為基礎篇、方法篇、綜合篇等三個部分。第1章和第2章圍繞管理系統(tǒng)模擬的基礎知識展開,主要闡述其概念體系,介紹有關基本原理和基礎知識。隨后的3章分別圍繞不同的模擬方法展開:第3章講述Arena模擬工具及離散系統(tǒng)模擬,第4章講述系統(tǒng)動力學模擬,第5章講述多智能體模擬。最后2章的內容具有綜合性:第6章講述混合型模擬,第7章講述集成化模擬。
第2版序言
在移動計算、物聯網、云計算等一系列新興技術的支撐下,網絡生活、社交媒體、協同創(chuàng)造、虛擬服務等新型應用模式持續(xù)拓展著人類創(chuàng)造和利用信息的范圍與形式。這些日新月異的新興技術與應用模式的涌現,使得全球數據量呈現前所未有的爆發(fā)式增長態(tài)勢。同時,數據復雜性也急劇增加,其多樣性(多源、異構、多模態(tài)和富媒體等)、低價值密度(信息不相關性和高“提純”難度等)、實時性(流信息和連續(xù)商務等)特征日益顯著?梢哉f我們已經進入“大數據”時代。數據已經滲透到每一個行業(yè)和領域,成為國家宏觀調控和治理,社會各行各業(yè)管理和技術應用的基礎和要素。
大數據時代的管理喻意可以從兩個方面來概括,即“三個融合”和“三新”。“三個融合”指IT融合(信息技術與社會生活及企業(yè)業(yè)務的密不可分性)、內外融合(企業(yè)外部數據與內部數據整合的重要性)和價值融合(企業(yè)“造”與“用”價值創(chuàng)造的模式創(chuàng)新性)。這三個融合意味著:①越來越多的傳統(tǒng)管理和決策成為基于數據分析的管理和決策(如數字化生存、數據運營、深度業(yè)務分析(BusinessAnalytics,BA)核心能力等);②用戶/公眾創(chuàng)造內容(UGC/PGC)(如評論、口碑、商譽、輿情和社會網絡等)成為企業(yè)活動的重要關注點;③企業(yè)的價值創(chuàng)造過程日益體現出“無形圍繞有形”的互動(如“服務圍繞產品”的業(yè)務拓展方式等)。而“三新”則指大數據時代催生的新模式、新業(yè)態(tài)和新人群。這意味著:①現有企業(yè)需要升級轉型(如數據驅動的精益管理和模式創(chuàng)新等);②新興業(yè)態(tài)在誕生和發(fā)展(如賽博空間生活和眾包等);③信息社會中“移民”和“原住民”的多樣化生存(如新型客戶關系、新式企業(yè)文化和新穎行為特點等)。大數據時代管理喻意的上述兩個方面反映了大數據時代管理理論和實踐的變化特征,其中前者主要體現管理領域和視角上的變化,后者則主要體現管理主體和方式上的變化。
在我國信息化與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農業(yè)現代化同步發(fā)展的背景下,展望我國信息化發(fā)展的未來,信息技術應用將持續(xù)呈現出在物聯網和智慧城市建設、云平臺和大數據分析、新興電子商務應用、企業(yè)信息化新拓展、綠色信息化路徑等領域的主流現象和發(fā)展趨勢,也為高等學!靶畔⒐芾砼c信息系統(tǒng)”專業(yè)建設和人才培養(yǎng)在新形勢下帶來新的挑戰(zhàn)和機遇。
“信息管理與信息系統(tǒng)”作為一個快速更迭、動態(tài)演進的學科專業(yè),必須以綜合的視角和發(fā)展的眼光不斷對自身進行調整和豐富,以適應新時代前進的步伐。高等學校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)系列教材的第2版修訂,就是希望通過更為系統(tǒng)化的邏輯體系和更具前瞻性的內容組織,幫助信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)相關領域的學生及實踐者更好地理解現代信息系統(tǒng)在“造”(技術)和“用”(管理)維度上的分野和統(tǒng)一,掌握相關的基礎知識和基本技能(特別包括企業(yè)進行數據運營、利用深度業(yè)務分析(BA)構建核心競爭能力方面的基礎知識和技能)。
本次對高等學校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)系列教材的修訂,在基本保留第1版主要內容的框架基礎上,仍然強調把握領域知識的“基礎、主流與發(fā)展”的關系,并體現“管理與技術并重”的領域特征。同時,在整個系列和相關教材內容中,從領域發(fā)展與知識點的角度,以不同程度和形式反映新技術時代的特點(如云計算和大數據這一新型計算模式)、IT應用特征(如移動性、虛擬性、個性化、社會性和極端數據)、信息化拓展(如兩化深度融合和企業(yè)外部數據分析)、新興電子商務應用(如移動商務、社會化商務和O2O)、搜索方法與服務(如關鍵詞搜索與營銷、信息檢索與匹配)、IT戰(zhàn)略與管理(如服務管理、伙伴管理、業(yè)務安全管理和連續(xù)商務管理)等。我們希望通過系列教材專業(yè)編委會的共同努力,第2版系列教材能夠成為高等學校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)及相關專業(yè)學生循序漸進了解和掌握專業(yè)知識的系統(tǒng)性學習材料,成為大數據環(huán)境下從業(yè)人員及管理者的有益參考資料。
本系列教材的編寫和修訂得到了多方面的幫助與支持。在此,我們感謝國家信息化專家咨詢委員會及高等學校信息管理與信息系統(tǒng)系列教材編委會專家們對教材體系設計的指導和建議,感謝教材編寫者在時間和精力上的大量投入及所在單位給予的大力支持,感謝參與本系列教材研討和編審的各位專家、學者的真知灼見!同時,我們對電子工業(yè)出版社在本系列教材整個出版過程中所做的努力深表謝意!
由于時間和水平有限,第2版系列教材在內容上肯定存在不足和不盡如人意之處,懇請廣大讀者批評指正。
高等學校信息管理與信息系統(tǒng)
專業(yè)系列教材編委會
2013年12月于北京
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肖人彬,現為華中科技大學博士生導師。主要研究方向:供應鏈管理與復雜產品開發(fā),群集智能與涌現計算,管理決策理論與方法等。承擔課程:為研究生和本科生講授《系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程概論》、《復雜性科學基礎》等課程。
第1章 緒論 1
1.1 引言 2
1.2 系統(tǒng)與管理系統(tǒng) 2
1.2.1 系統(tǒng)的概念 2
1.2.2 管理系統(tǒng) 3
1.2.3 系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的特性 4
1.3 系統(tǒng)模型與模擬 5
1.3.1 系統(tǒng)模型的概念 5
1.3.2 系統(tǒng)模型的結構 6
1.3.3 系統(tǒng)建模的基礎 7
1.3.4 系統(tǒng)模擬 9
1.3.5 模型與模擬的關系 9
1.4 管理系統(tǒng)模擬概述 10
1.4.1 管理系統(tǒng)模擬的定義 10
1.4.2 管理系統(tǒng)模擬的特征 11
1.4.3 管理系統(tǒng)模擬的步驟 12
1.4.4 管理系統(tǒng)模擬的實現方式 14
1.5 管理系統(tǒng)模擬與其他研究方法的比較 16
1.5.1 實物模擬與計算機模擬的比較 16
1.5.2 統(tǒng)計方法與管理系統(tǒng)模擬的比較 17
1.5.3 數學解析方法與管理系統(tǒng)模擬的比較 18
1.6 管理系統(tǒng)模擬的發(fā)展 18
1.6.1 管理系統(tǒng)模擬的發(fā)展概況 18
1.6.2 管理系統(tǒng)模擬技術的新發(fā)展 19
1.7 本書結構與基本內容 25
知識歸納 27
練習題 27
第2章 管理系統(tǒng)模擬的基礎知識 29
2.1 引言 30
2.2 隨機數與隨機變量 30
2.2.1 系統(tǒng)模擬中的隨機性 30
2.2.2 均勻分布隨機數的性質與偽隨機數 32
2.2.3 偽隨機數的產生與檢驗 34
2.2.4 隨機變量的產生與隨機抽樣 43
2.3 數據采集與預處理 50
2.3.1 數據采集與預處理概述 50
2.3.2 樣本數據評估方法 51
2.3.3 利用Input Analyzer獲得數據樣本的隨機分布類型 55
2.3.4 管理系統(tǒng)模擬中幾種重要的分布類型 56
2.4 實驗方案的設計 65
2.4.1 實驗方案設計的作用和基本要求 65
2.4.2 實驗方案設計方法 66
2.5 模擬結果的統(tǒng)計分析 69
2.5.1 終態(tài)模擬和穩(wěn)態(tài)模擬的概念 69
2.5.2 終態(tài)模擬結果分析 71
2.5.3 穩(wěn)態(tài)模擬結果分析 73
2.5.4 多模擬方案的模擬結果比較分析 74
2.6 模擬模型的驗證、確認和檢驗 78
2.6.1 模擬模型的驗證 78
2.6.2 模擬模型的確認 80
2.6.3 模擬輸出與實際系統(tǒng)觀察結果的統(tǒng)計處理方法 82
知識歸納 88
練習題 88
第3章 離散系統(tǒng)模擬原理與Arena入門 91
3.1 引言 92
3.2 離散系統(tǒng)模擬中的基本概念 92
3.3 離散系統(tǒng)模擬分類與時間控制方法 94
3.3.1 離散系統(tǒng)模擬的分類 95
3.3.2 離散系統(tǒng)模擬中的時間控制方法 97
3.3.3 離散型系統(tǒng)的手工模擬 99
3.4 Arena模擬工具 102
3.4.1 Arena簡介 102
3.4.2 Arena基本過程面板 106
3.5 Arena建模示例 121
3.5.1 畫流程圖 121
3.5.2 定義模型數據 122
3.5.3 模型運行過程 126
3.5.4 模擬結果分析 127
3.5.5 增強可視化效果 128
3.5.6 進一步分析與討論 130
3.5.7 參數尋優(yōu) 134
知識歸納 135
練習題 136
第4章 Arena建模實例分析 137
4.1 引言 138
4.2 Arena基本過程面板與應用實例 138
4.2.1 工件加工過程的模擬問題 138
4.2.2 建模分析 139
4.2.3 模擬模型流程圖與數據描述 139
4.2.4 模型運行參數設置 146
4.2.5 模擬結果及分析 146
4.3 Arena高級過程面板與應用實例 149
4.3.1 一個簡單的JIT系統(tǒng)的建模與分析問題 149
4.3.2 Arena高級過程面板與新的建模特性 150
4.3.3 建模過程與動畫 152
4.3.4 模擬結果及分析 160
4.4 Arena高級傳輸面板與應用實例 162
4.4.1 自動化倉庫搬運設備故障處理的建模與分析問題 162
4.4.2 Arena高級傳輸面板與新的建模特性 163
4.4.3 建模過程與動畫 165
4.4.4 模擬結果及分析 176
知識歸納 178
練習題 179
第5章 基于系統(tǒng)動力學的連續(xù)系統(tǒng)模擬原理與Vensim入門 181
5.1 引言 182
5.2 系統(tǒng)動力學概述 182
5.2.1 系統(tǒng)動力學發(fā)展簡史 182
5.2.2 系統(tǒng)動力學的特點與基本觀點 184
5.2.3 系統(tǒng)動力學的基本概念 185
5.2.4 系統(tǒng)基模 188
5.2.5 系統(tǒng)動力學解決問題的基本流程 196
5.3 系統(tǒng)動力學的數學模型求解 199
5.3.1 數值積分法 199
5.3.2 用Excel實現系統(tǒng)動力學模型模擬與尋優(yōu)――以網民擴散為例 205
5.4 系統(tǒng)動力學模擬工具Vensim Ple 210
5.4.1 Vensim Ple的基本操作入門 210
5.4.2 Vensim Ple的函數分析 225
知識歸納 236
練習題 237
第6章 Vensim建模實例分析 239
6.1 引言 240
6.2 Microsoft和Intel市場份額增長模型與分析 240
6.2.1 Microsoft和Intel市場份額模型與參數確定 240
6.2.2 用Vensim進行Microsoft和Intel市場份額預測 242
6.3 “啤酒游戲”和“牛鞭效應”的建模與分析 245
6.3.1 “啤酒游戲”和“牛鞭效應”的概述 245
6.3.2 “牛鞭效應”的系統(tǒng)動力學建模 248
6.3.3 “牛鞭效應”模擬與分析 256
6.3.4 對模型的進一步討論 259
知識歸納 274
練習題 275
第7章 多智能體模擬與實例 277
7.1 引言 278
7.2 智能體的相關概念 278
7.2.1 智能體的定義 278
7.2.2 智能體與對象 280
7.2.3 多智能體系統(tǒng)概述 281
7.3 多智能體建模 282
7.3.1 多智能體建模概述 283
7.3.2 多智能體建模分析 286
7.3.3 常用多智能體模擬工具 290
7.3.4 多智能體建模分析實例――以傳染病傳播為例 294
7.4 多智能體模擬工具AnyLogic 299
7.4.1 AnyLogic的建模語言和方法 299
7.4.2 AnyLogic中基于智能體的建模 301
7.4.3 產品生命周期模型 302
知識歸納 316
練習題 317
第8章 混合型模擬與實例 319
8.1 引言 320
8.2 混合型模擬原理 320
8.2.1 混合型模擬概述 320
8.2.2 混合系統(tǒng)與混合模擬 321
8.2.3 多智能體與混合型模擬 322
8.2.4 混合型模擬的相關理論分析 324
8.3 生產―銷售系統(tǒng) 325
8.4 建模分析 327
8.5 建模過程 328
8.6 模型運行參數設置 342
知識歸納 344
練習題 345
附錄A 高級傳輸模塊簡介 347
附錄B Arena高級過程模塊簡介 373
附錄C χ2分布的臨界點和K-S檢驗的臨界值 391
主要參考文獻 395
《管理系統(tǒng)模擬(第2版)》:
其實,基于通用高級語言開發(fā)“模擬語言”不是新的創(chuàng)造。GASPIV(General Activity Simulation Program)是一種基于FORTRAN的面向事件的模擬語言,由多個FORTRAN子程序和函數組成。它既可用于離散系統(tǒng)模擬,也可用于連續(xù)系統(tǒng)以離散一連續(xù)混合系統(tǒng)的模擬。
基于計算機通用高級語言開發(fā)的混合型模擬軟件中比較典型的是后面要學習到的AnyLogic。不論是在建立離散型模擬模型或連續(xù)型模擬模型,還是在建立多智能體模型及它們的混合模型過程中,AnyLogic所提供的非常靈活且強大的建模環(huán)境只是幫助用戶書寫Java代碼,運行模型是通過Java自己的編譯器來實現的。利用Java優(yōu)良的面向對象特性,能使用戶將模型直接變?yōu)榭梢灾赜玫慕DK。
從傳統(tǒng)的模擬語言發(fā)展而來的典型例子就是第3章將要介紹的基于SIMAN語言的模擬軟件Arena。Arena的底層具備高級模擬器的易用性和專用模擬語言的柔性。不僅如此,Arena還提供了高級語言Visual Basic的開發(fā)環(huán)境,使其同時具有通用語言、模擬語言和模擬器功能,大大增加了它的表達能力。
1.5 管理系統(tǒng)模擬與其他研究方法的比較
作為面向管理系統(tǒng)的一種主要的研究方法,管理系統(tǒng)模擬的作用日益顯現,而管理系統(tǒng)的研究方法并不單一,下面將管理系統(tǒng)模擬與其他具有代表性的管理系統(tǒng)研究方法加以比較說明。
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