本書包含7章內(nèi)容,可分為基礎(chǔ)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(chǔ)知識展開,主要闡述其概念體系,介紹有關(guān)基本原理和基礎(chǔ)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(xué)模擬,第5章講述多智能體模擬。最后2章的內(nèi)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(lián)網(wǎng)、云計算等一系列新興技術(shù)的支撐下,網(wǎng)絡(luò)生活、社交媒體、協(xié)同創(chuàng)造、虛擬服務(wù)等新型應(yīng)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(shù)與應(yīng)用模式的涌現(xiàn),使得全球數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)前所未有的爆發(fā)式增長態(tài)勢。同時,數(shù)據(jù)復(fù)雜性也急劇增加,其多樣性(多源、異構(gòu)、多模態(tài)和富媒體等)、低價值密度(信息不相關(guān)性和高“提純”難度等)、實(shí)時性(流信息和連續(xù)商務(wù)等)特征日益顯著?梢哉f我們已經(jīng)進(jìn)入“大數(shù)據(jù)”時代。數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每一個行業(yè)和領(lǐng)域,成為國家宏觀調(diào)控和治理,社會各行各業(yè)管理和技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和要素。
大數(shù)據(jù)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”!叭齻融合”指IT融合(信息技術(shù)與社會生活及企業(yè)業(yè)務(wù)的密不可分性)、內(nèi)外融合(企業(yè)外部數(shù)據(jù)與內(nèi)部數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析的管理和決策(如數(shù)字化生存、數(shù)據(jù)運(yùn)營、深度業(yè)務(wù)分析(BusinessAnalytics,BA)核心能力等);②用戶/公眾創(chuàng)造內(nèi)容(UGC/PGC)(如評論、口碑、商譽(yù)、輿情和社會網(wǎng)絡(luò)等)成為企業(yè)活動的重要關(guān)注點(diǎn);③企業(yè)的價值創(chuàng)造過程日益體現(xiàn)出“無形圍繞有形”的互動(如“服務(wù)圍繞產(chǎn)品”的業(yè)務(wù)拓展方式等)。而“三新”則指大數(shù)據(jù)時代催生的新模式、新業(yè)態(tài)和新人群。這意味著:①現(xiàn)有企業(yè)需要升級轉(zhuǎn)型(如數(shù)據(jù)驅(qū)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(guān)系、新式企業(yè)文化和新穎行為特點(diǎn)等)。大數(shù)據(jù)時代管理喻意的上述兩個方面反映了大數(shù)據(jù)時代管理理論和實(shí)踐的變化特征,其中前者主要體現(xiàn)管理領(lǐng)域和視角上的變化,后者則主要體現(xiàn)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(nóng)業(yè)現(xiàn)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(shù)應(yīng)用將持續(xù)呈現(xiàn)出在物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市建設(shè)、云平臺和大數(shù)據(jù)分析、新興電子商務(wù)應(yīng)用、企業(yè)信息化新拓展、綠色信息化路徑等領(lǐng)域的主流現(xiàn)象和發(fā)展趨勢,也為高等學(xué)!靶畔⒐芾砼c信息系統(tǒng)”專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)在新形勢下帶來新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
“信息管理與信息系統(tǒng)”作為一個快速更迭、動態(tài)演進(jìn)的學(xué)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(jìn)行調(diào)整和豐富,以適應(yīng)新時代前進(jìn)的步伐。高等學(xué)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(nèi)容組織,幫助信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)生及實(shí)踐者更好地理解現(xiàn)代信息系統(tǒng)在“造”(技術(shù))和“用”(管理)維度上的分野和統(tǒng)一,掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本技能(特別包括企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)營、利用深度業(yè)務(wù)分析(BA)構(gòu)建核心競爭能力方面的基礎(chǔ)知識和技能)。
本次對高等學(xué)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(nèi)容的框架基礎(chǔ)上,仍然強(qiáng)調(diào)把握領(lǐng)域知識的“基礎(chǔ)、主流與發(fā)展”的關(guān)系,并體現(xiàn)“管理與技術(shù)并重”的領(lǐng)域特征。同時,在整個系列和相關(guān)教材內(nèi)容中,從領(lǐng)域發(fā)展與知識點(diǎn)的角度,以不同程度和形式反映新技術(shù)時代的特點(diǎn)(如云計算和大數(shù)據(jù)這一新型計算模式)、IT應(yīng)用特征(如移動性、虛擬性、個性化、社會性和極端數(shù)據(jù))、信息化拓展(如兩化深度融合和企業(yè)外部數(shù)據(jù)分析)、新興電子商務(wù)應(yīng)用(如移動商務(wù)、社會化商務(wù)和O2O)、搜索方法與服務(wù)(如關(guān)鍵詞搜索與營銷、信息檢索與匹配)、IT戰(zhàn)略與管理(如服務(wù)管理、伙伴管理、業(yè)務(wù)安全管理和連續(xù)商務(wù)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(xué)校信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生循序漸進(jìn)了解和掌握專業(yè)知識的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)材料,成為大數(shù)據(jù)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(xué)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(shè)計的指導(dǎo)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(xué)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(nèi)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(xué)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(xiàn)為華中科技大學(xué)博士生導(dǎo)師。主要研究方向:供應(yīng)鏈管理與復(fù)雜產(chǎn)品開發(fā),群集智能與涌現(xiàn)計算,管理決策理論與方法等。承擔(dān)課程:為研究生和本科生講授《系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程概論》、《復(fù)雜性科學(xué)基礎(chǔ)》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(jié)構(gòu) 6
1.3.3 系統(tǒng)建模的基礎(chǔ) 7
1.3.4 系統(tǒng)模擬 9
1.3.5 模型與模擬的關(guān)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(shí)現(xiàn)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(shí)物模擬與計算機(jī)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(shù)學(xué)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(shù)的新發(fā)展 19
1.7 本書結(jié)構(gòu)與基本內(nèi)容 25
知識歸納 27
練習(xí)題 27
第2章 管理系統(tǒng)模擬的基礎(chǔ)知識 29
2.1 引言 30
2.2 隨機(jī)數(shù)與隨機(jī)變量 30
2.2.1 系統(tǒng)模擬中的隨機(jī)性 30
2.2.2 均勻分布隨機(jī)數(shù)的性質(zhì)與偽隨機(jī)數(shù) 32
2.2.3 偽隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生與檢驗(yàn) 34
2.2.4 隨機(jī)變量的產(chǎn)生與隨機(jī)抽樣 43
2.3 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理 50
2.3.1 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理概述 50
2.3.2 樣本數(shù)據(jù)評估方法 51
2.3.3 利用Input Analyzer獲得數(shù)據(jù)樣本的隨機(jī)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(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計 65
2.4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計的作用和基本要求 65
2.4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計方法 66
2.5 模擬結(jié)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(jié)果分析 71
2.5.3 穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果分析 73
2.5.4 多模擬方案的模擬結(jié)果比較分析 74
2.6 模擬模型的驗(yàn)證、確認(rèn)和檢驗(yàn) 78
2.6.1 模擬模型的驗(yàn)證 78
2.6.2 模擬模型的確認(rèn) 80
2.6.3 模擬輸出與實(shí)際系統(tǒng)觀察結(jié)果的統(tǒng)計處理方法 82
知識歸納 88
練習(xí)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(shù)據(jù) 122
3.5.3 模型運(yùn)行過程 126
3.5.4 模擬結(jié)果分析 127
3.5.5 增強(qiáng)可視化效果 128
3.5.6 進(jìn)一步分析與討論 130
3.5.7 參數(shù)尋優(yōu) 134
知識歸納 135
練習(xí)題 136
第4章 Arena建模實(shí)例分析 137
4.1 引言 138
4.2 Arena基本過程面板與應(yīng)用實(shí)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(shù)據(jù)描述 139
4.2.4 模型運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 146
4.2.5 模擬結(jié)果及分析 146
4.3 Arena高級過程面板與應(yīng)用實(shí)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(jié)果及分析 160
4.4 Arena高級傳輸面板與應(yīng)用實(shí)例 162
4.4.1 自動化倉庫搬運(yùn)設(shè)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(jié)果及分析 176
知識歸納 178
練習(xí)題 179
第5章 基于系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)概述 182
5.2.1 系統(tǒng)動力學(xué)發(fā)展簡史 182
5.2.2 系統(tǒng)動力學(xué)的特點(diǎn)與基本觀點(diǎn) 184
5.2.3 系統(tǒng)動力學(xué)的基本概念 185
5.2.4 系統(tǒng)基模 188
5.2.5 系統(tǒng)動力學(xué)解決問題的基本流程 196
5.3 系統(tǒng)動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型求解 199
5.3.1 數(shù)值積分法 199
5.3.2 用Excel實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動力學(xué)模型模擬與尋優(yōu)――以網(wǎng)民擴(kuò)散為例 205
5.4 系統(tǒng)動力學(xué)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(shù)分析 225
知識歸納 236
練習(xí)題 237
第6章 Vensim建模實(shí)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(shù)確定 240
6.2.2 用Vensim進(jìn)行Microsoft和Intel市場份額預(yù)測 242
6.3 “啤酒游戲”和“牛鞭效應(yīng)”的建模與分析 245
6.3.1 “啤酒游戲”和“牛鞭效應(yīng)”的概述 245
6.3.2 “牛鞭效應(yīng)”的系統(tǒng)動力學(xué)建模 248
6.3.3 “牛鞭效應(yīng)”模擬與分析 256
6.3.4 對模型的進(jìn)一步討論 259
知識歸納 274
練習(xí)題 275
第7章 多智能體模擬與實(shí)例 277
7.1 引言 278
7.2 智能體的相關(guān)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(shí)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(chǎn)品生命周期模型 302
知識歸納 316
練習(xí)題 317
第8章 混合型模擬與實(shí)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(guān)理論分析 324
8.3 生產(chǎn)―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(yùn)行參數(shù)設(shè)置 342
知識歸納 344
練習(xí)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(diǎn)和K-S檢驗(yàn)的臨界值 391
主要參考文獻(xiàn) 395