随着人们日常生活和工作环境的智能化,社会、经济、企业、人群等系统的运作日益呈现出复杂特征。因而,作为复杂管理系统在不确定性环境下运作机理及其性能表现的分析方法、辅助决策与辅助设计方法,管理系统模拟已被人们普遍接受,其原理和工具也在不断地发展和更新,与此同时管理系统模拟也出现了各类思想、概念、方法和术语。国内学术界对管理系统模拟的定义、分类没有达成统一的共识,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。
基于此,作者首先根据多年来学术研究和社会实践的体验,从对计算机模拟本质特征的深刻认识人手,对管理系统模拟进行分类,包括离散模拟、系统动力学模拟、多Agent模拟、定性模拟四大类,并对四类模拟方法的基本概念、原理、方法及其在管理领域中的应用进行系统的介绍和总结。除了四类模拟的基本原理以外,模拟模型的输入处理和输出分析、模拟模型的验证(model verification)和确认,以及实验设计等原理和方法,也是整个管理系统模拟理论不可缺少的组成部分,在本书中作者对它们进行系统介绍。
其次向读者介绍管理系统模拟的常用工具,其中,Arena擅长于离散事件模拟及离散一连续混合模拟;AnyLogic是集成化模拟软件,可用于除定性模拟以外的所有类型的模拟,并能在同一个环境中同时模拟不同类型模拟模型;NetLogo是用于多Agent模拟的开放型模拟平台;VenSim则是传统的专门用于系统动力学(system dynamic,SD)建模与模拟的工具;Excel和Matlab可分别用于蒙特卡罗分析和连续模拟。
对于离散事件模拟在企业生产执行层的应用,本书中分别介绍Arena在加工、资源能力变化、物流、布局与调度、库存控制等过程的应用细节。而对于复杂现象或过程,单纯使用模拟方法,不足以应对实际问题,因此,本书中又详细介绍集成模拟原理、离散事件模拟和优化方法、多Agent模拟和实证研究方法、多Agent模拟和博弈论、心理学等集成方法。
与其他同类型的书籍相比,本书具有的特色是系统性、全面性,即不仅介绍四种类型模拟的原理、方法、工具和应用,而且还介绍模拟模型的输入/输出、验证确认与实验设计、模拟模型的集成化应用。
本书受国家自然科学基金项目(No.71271093)的部分资助,在编撰过程中,作者参阅并应用许多学者的研究成果,硕士研究生李京蔚在收集和整理这些成果上提供了很多帮助,硕士研究生许子来运用C#开发和检验了第2章离散事件模拟模型,硕士研究生刘洪波和博士研究生夏泥在第2章的并行分布式离散事件模拟中做了编辑和开发工作。科学出版社王京苏编辑对本书做了严谨细致的编辑工作。在此,对所有帮助过我们的人士致以衷心的感谢。
由于作者水平有限,不足之处在所难免,为了我国管理领域计算机模拟事业的发展,恳请广大读者不吝赐教。