基本信息
作者: 薑金貴    宋艷    杜蓉   
齣版社:機械工業齣版社
ISBN:9787111586098
上架時間:2017-12-13
齣版日期:2018 年1月
開本:16開
版次:1-1
內容簡介
本書將管理科學問題進行分類總結,在闡述係統建模、係統仿真等的概念內涵、基本理論、基本方法與技術的基礎上,重點圍繞基於MATLAB和NetLogo兩種工具軟件管理科學問題的建模與仿真,結閤實例進行瞭詳細的講解與分析。
本書適用於管理類研究生和高年級本科生,以及對管理建模與仿真感興趣的讀者。 
目錄
前言
第1章 導論/1
學習目標/1
引例/1 
1.1 係統及其分類/2
1.2 係統建模/4
1.3 係統仿真/8
1.4 係統建模與仿真技術的應用/9
總結與習題/11
第2章 建模的基本理論/12
學習目標/12
引例/12
2.1 建模的原則與模型的有效性/13
2.2 演繹推理/16
2.3 係統辨識理論/18
2.4 相似理論/20
2.5 灰色係統理論/23
2.6 自組織理論/25
2.7 元胞自動機理論/29
總結與習題/36
第3章 仿真方法與技術/37
學習目標/37
引例/37
3.1 仿真技術的分類/38
3.2 仿真的一般過程/42
3.3 仿真技術的特點和作用/43
3.4 仿真技術的應用/44
3.5 仿真技術的發展/46
總結與習題/48
第4章 MATLAB基礎/49
學習目標/49
引例/49
4.1 MATLAB的基本構成與操作/50
4.2 變量與函數/59
4.3 矩陣及其運算/61
4.4 M文件與編程/66
4.5 基本繪圖函數及其操作/66
總結與習題/85
第5章 神經網絡模型及仿真/86
學習目標/86
引例/86
5.1 人工神經網絡基本理論/87
5.2 BP神經網絡算法/92
5.3 BP神經網絡的MATLAB工具箱/94
5.4 組建神經網絡的注意事項/101
5.5 基於MATLAB工具箱的神經網絡建模仿真實例/104
總結與習題/113
第6章 灰色預測建模仿真/115
學習目標/115
引例/115
6.1 預測概述/116
6.2 灰色係統概論/129
6.3 灰色預測模型/132
6.4 灰色預測的MATLAB建模仿真實例/136
總結與習題/144
第7章 層次分析法建模仿真/145
學習目標/145
引例/145
7.1 評價概述/146
7.2 層次分析法的基本原理/150
7.3 層次分析法的MATLAB建模仿真實例/155
總結與習題/158
第8章 現代優化模型與仿真/160
學習目標/160
引例/160
8.1 優化問題概述/161
8.2 遺傳算法及其MATLAB仿真/164
8.3 模擬退火算法及其MATLAB仿真/173
8.4 蟻群算法及其MATLAB仿真/180
8.5 粒子群算法及其MATLAB仿真/187
總結與習題/192
第9章 復雜適應係統建模與仿真/194
學習目標/194
引例/194
9.1 復雜適應係統理論的基本觀點與概念/195
9.2 個體怎樣適應和學習/201
9.3 從個體到全局——迴聲模型/202
9.4 復雜適應係統建模與仿真工具NetLogo簡介/205
9.5 NetLogo建模仿真框架/209
9.6 NetLogo建模技術/210
9.7 NetLogo建模仿真操作學習/212
9.8 實例分析:網絡危機信息傳播的演化仿真/231
總結與習題/251
參考文獻/252 
前言
管理建模與仿真是一門綜閤運用管理知識、數學建模理論與方法、決策科學方法、現代計算機仿真技術研究解決管理實踐問題的科學,是管理類專業的一門重要基礎課程。本書是作者在長期的管理科學、建模與仿真領域的教學、科研實踐基礎上,對管理領域中主要研究問題進行係統歸納總結,並廣泛藉鑒國內外管理建模與仿真方麵文獻凝練形成的。書中將管理科學問題進行分類總結,在闡述係統建模、係統仿真等的概念內涵、基本理論、基本方法與技術的基礎上,重點圍繞基於MATLAB和NetLogo兩種工具軟件的管理科學問題的建模與仿真,結閤實例進行瞭詳細的講解與分析。
本書在MATLAB工具軟件應用部分,圍繞管理領域中的預測問題、分類問題、評價問題、優化問題等,對包括神經網絡、灰色係統、層次分析法、遺傳算法、模擬退火算法、蟻群算法、粒子群算法等在內的建模仿真方法的基本原理、應用步驟、實例、程序代碼等進行瞭詳細講解;在NetLogo工具軟件部分,強調瞭建模仿真技術的操作性,通過層層深入的實例逐步明晰瞭建模仿真技術的操作步驟,後更是結閤網絡危機信息傳播演化仿真這一綜閤實例係統地講解瞭如何對某一管理科學問題進行模型構建與仿真。
本書不僅可以用於管理類研究生和高年級本科生的教科書,同時也適閤對管理建模與仿真方法和技術有興趣的讀者。本書的特色是突齣建模與仿真方法在管理領域中的應用,在係統梳理管理各類科學問題的基本原理、基本方法與流程的基礎上,介紹各類問題解決的建模與仿真方法和技術,並強化案例分析與操作,力圖使讀者能夠通過案例的學習與操作做到觸類旁通,從而掌握這一類管理科學問題的建模與仿真方法,以便更好地應用到管理實踐與科學研究。
在闡述方式上,本書力求簡明扼要、深入淺齣,運用大量的實例來講解管理問題的建模與仿真技術以及工具軟件的使用,緻力於提高讀者的實踐操作能力,為研究解決管理中齣現的多類問題提供方法、技術、工具、實例的支持。此外,本書在每一章的開篇之初都設有引例,激發讀者對知識學習的興趣;每一章之後的習題則能夠幫助讀者復習本章知識點,更加靈活地拓展和應用所學知識。
本書共分9章,其中第1章、第2章、第7章由宋艷執筆,第3章、第5章、第6章、第8章的8.4、8.5節、第9章的9.1~9.3節由薑金貴執筆,第4章、第8章的8.1~8.3節、第9章的9.4~9.8節由杜蓉執筆。全書後由薑金貴負責統稿和審定。
本書的編寫得到瞭工業和信息化部“十二五”規劃教材基金資助,哈爾濱工程大學經濟管理學院災難與危機管理研究所團隊的支持,在此,作者嚮支持本書齣版的領導、學者錶示深深的謝意。
由於作者水平有限,書中不妥之處在所難免,懇請有關專傢和廣大讀者批評指正。
薑金貴、宋艷、杜蓉
2017年11月  
				
 
				
				
					《管理建模與仿真》  一、 書籍簡介  本書旨在為讀者提供一套係統、深入的管理建模與仿真方法論,幫助讀者理解、設計和應用各類模型,以解決復雜的管理問題,優化決策過程,並預測係統行為。本書強調理論與實踐相結閤,內容涵蓋瞭從基礎概念到高級技術的廣泛範圍,尤其側重於實際應用中常用的建模工具與技術。  核心內容與結構:  全書共分為四個主要部分,循序漸進地引導讀者進入管理建模與仿真的世界。  第一部分:管理建模基礎  本部分為讀者打下堅實的理論基礎,介紹管理建模的核心概念、原則與分類。     第一章:管理建模的範疇與意義        1.1 什麼是管理建模?            本章將闡釋管理建模的定義,將其視為一種抽象化、概念化和形式化復雜管理係統以理解、分析和改進其行為的工具。探討建模不僅僅是構建模型,更是理解問題、識彆關鍵因素、建立因果關係的過程。            介紹不同層次的管理問題,從戰略決策到運營執行,說明建模在各個層麵的適用性。        1.2 管理建模的價值與作用            深入分析管理建模在提升決策質量、降低風險、預測未來趨勢、優化資源配置、促進溝通與協作等方麵的關鍵作用。            通過案例分析,展示建模如何幫助企業應對市場變化、技術革新、競爭壓力等挑戰。        1.3 管理模型的分類            介紹基於不同維度(如抽象程度、動態性、確定性、錶示方法等)的模型分類方法,如描述性模型、預測性模型、規範性模型;靜態模型、動態模型;確定性模型、概率性模型;概念模型、數學模型、計算機模型等。            簡要介紹不同類型模型的特點、適用場景及優缺點。        1.4 管理建模的流程與方法論            詳細介紹一個通用的管理建模流程,包括問題定義、目標設定、概念模型構建、數學模型建立、模型驗證與校準、仿真實驗設計、結果分析與解釋、模型應用與維護等關鍵步驟。            強調迭代性、反饋性和多學科交叉在建模過程中的重要性。     第二章:係統思維與模型構建原則        2.1 係統思維的基石            介紹係統思維的核心概念,如整體性、相互依存性、反饋迴路、延遲效應、非綫性關係等。            闡述係統思維如何幫助我們超越局部視角,理解係統整體的動態行為及其內在規律。        2.2 建模的基本原則            簡化性與有效性: 強調在模型中隻包含與問題相關的關鍵要素,避免不必要的復雜性,同時確保模型能有效反映係統本質。            目的性: 模型的設計應緊密圍繞建模目標,不同目的可能需要不同粒度的模型。            清晰性與可理解性: 模型應易於理解、解釋和交流,無論是概念模型還是數學模型。            靈活性與可擴展性: 好的模型應具備一定的靈活性,便於在未來進行修改和擴展,以適應不斷變化的需求。            魯棒性與靈敏度分析: 探討模型對輸入參數變化或假設條件改變的敏感性,以及如何確保模型結果的可靠性。        2.3 概念模型的設計            介紹如何從現實世界的問題齣發,通過抽象和概括,形成清晰的概念模型。            常用的概念模型錶示工具,如流程圖、數據流圖、因果迴路圖、係統動力學圖等,並介紹其在不同場景下的應用。            強調概念模型在溝通和團隊協作中的作用。  第二部分:數學建模與分析  本部分將深入探討構建和分析數學模型的方法,為建立精確的仿真模型奠定基礎。     第三章:代數模型與優化        3.1 綫性代數基礎及其在管理中的應用            介紹嚮量、矩陣、綫性方程組等基本概念。            探討綫性模型在資源分配、生産計劃、市場預測等領域的應用,如綫性規劃問題。        3.2 優化模型:綫性規劃與整數規劃            詳細介紹綫性規劃模型的目標函數、約束條件、決策變量。            介紹求解綫性規劃問題的圖解法、單純形法(概念介紹,不深入算法細節)。            引入整數規劃的概念,並說明其在組閤優化問題中的重要性,如指派問題、背包問題等。        3.3 非綫性模型與非綫性規劃            探討非綫性關係在管理問題中的存在,如規模經濟、邊際效用遞減等。            介紹非綫性規劃的基本思想和常見應用場景,如成本最小化、利潤最大化等。     第四章:微分方程與動態係統建模        4.1 微分方程在描述動態過程中的作用            介紹常微分方程(ODE)和偏微分方程(PDE)的基本概念。            闡述微分方程如何用於描述管理係統中隨時間變化的變量,如庫存水平、人口增長、市場份額變化等。        4.2 動態係統模型:係統動力學(SD)            深入介紹係統動力學(System Dynamics, SD)的建模思想,包括狀態變量、流量、反饋迴路、延遲等關鍵元素。            展示如何使用因果迴路圖(Causal Loop Diagrams, CLD)和存量-流量圖(Stock-and-Flow Diagrams, SFD)構建係統動力學模型。            討論係統動力學在模擬長周期、復雜係統行為方麵的優勢,如戰略規劃、政策分析、宏觀經濟模擬等。        4.3 仿真軟件在動態係統建模中的作用            簡要介紹典型的係統動力學仿真軟件(如Stella, Vensim等)的工作流程和基本功能(不以特定軟件為主,而是介紹通用概念)。            強調仿真軟件如何幫助我們解決復雜的微分方程組,進行情景分析和政策模擬。  第三部分:離散事件仿真與代理建模  本部分將聚焦於模擬離散事件和個體行為的建模方法,這在運營管理、供應鏈、服務係統等領域尤為重要。     第五章:離散事件仿真(DES)基礎        5.1 離散事件仿真(DES)的概念與原理            詳細解釋離散事件仿真的核心思想:係統狀態的變化發生在離散的時間點,由一係列“事件”驅動。            介紹事件調度、狀態變量、仿真時鍾、隨機數生成等基本組成部分。            區分 DES 與其他仿真方法(如SD)的特點和適用場景。        5.2 DES中的關鍵建模要素            實體(Entities): 模擬對象,如客戶、産品、任務等。            隊列(Queues): 資源不足時,實體等待服務的場所。            資源(Resources): 執行任務或服務實體的工具或人員,如櫃颱、機器、服務員等。            節點(Nodes): 係統中的處理點或邏輯分支。            到達過程(Arrival Processes): 實體進入係統的模式,通常用概率分布描述。            服務過程(Service Processes): 實體接受服務的時間或方式,也常使用概率分布。        5.3 DES模型構建的步驟            明確仿真目標和範圍。            識彆關鍵實體、隊列、資源和流程。            收集數據(到達率、服務時間、資源容量等)。            選擇仿真建模工具。            構建仿真模型,包括定義實體行為、事件邏輯、資源使用策略等。            模型驗證與確認。            設計仿真實驗。            運行仿真,收集與分析結果。     第六章:代理建模與仿真(MAS)        6.1 代理建模(Agent-Based Modeling, ABM)概述            介紹 ABM 的核心理念:模型由大量自主的、能夠感知環境並與其交互的“代理”(Agents)組成。            強調 ABM 的自下而上(Bottom-Up)建模範式,宏觀行為源於微觀代理的行為和交互。            對比 ABM 與 DES 和 SD 的異同,說明 ABM 在模擬復雜自適應係統(Complex Adaptive Systems, CAS)中的獨特優勢。        6.2 代理的定義與行為            代理的構成: 屬性(Attributes)、狀態(States)、規則(Rules)、行為(Behaviors)。            代理的交互: 代理之間的直接或間接交互,影響彼此的行為和狀態。            環境(Environment): 代理所處的空間和影響其行為的因素。        6.3 ABM 在管理領域的應用            市場行為模擬:消費者選擇、競爭策略、價格動態。            組織行為模擬:團隊協作、信息傳播、創新擴散。            社會現象模擬:傳染病傳播、群體決策、城市交通。            供應鏈與物流優化。        6.4 代理建模工具介紹(概念性)            簡要介紹一些常用的 ABM 開發平颱(如 NetLogo, Repast, AnyLogic 等),重點在於其能夠支持代理定義、環境交互、規則編程和可視化仿真。  第四部分:模型驗證、仿真分析與應用  本部分將聚焦於如何確保模型的有效性,以及如何從仿真實驗中提取有價值的見解,並將模型應用於實際管理決策。     第七章:模型驗證與確認(V&V)        7.1 驗證(Verification):模型是否正確實現?            介紹模型驗證的重要性:確保模型代碼或邏輯準確無誤地反映瞭所設計的模型。            常用的驗證技術:代碼審查、單元測試、調試、模型邏輯檢查、與簡單案例的比較。        7.2 確認(Validation):模型是否代錶真實係統?            介紹模型確認的挑戰與目標:確保模型能夠有效地描述和預測真實係統的行為。            常用的確認技術:                定性確認: 專傢意見、與曆史數據比較、模型行為閤理性檢查。                定量確認: 統計檢驗(如 t 檢驗、卡方檢驗),比較模型輸齣與真實係統數據的統計特性。                麵嚮目標的確認: 關注模型能否迴答特定的管理問題。        7.3 模型校準(Calibration)            解釋模型校準的含義:調整模型參數,使其輸齣與曆史數據或已知結果匹配。            介紹校準的方法和注意事項,以及校準與確認的關係。     第八章:仿真實驗設計與結果分析        8.1 仿真實驗的目的與類型            介紹不同類型的仿真實驗,如“what-if”分析、最優方案搜索、靈敏度分析、風險評估、性能測試等。        8.2 實驗設計的基本原則            明確實驗目標。            識彆關鍵輸入變量。            選擇閤適的運行次數(Replications)。            考慮隨機性(Randomness)和統計顯著性。            有效利用仿真結果。        8.3 統計分析方法            介紹描述性統計:均值、方差、置信區間等。            介紹推斷性統計:假設檢驗、迴歸分析、方差分析(ANOVA)等,用於比較不同方案的性能,識彆關鍵影響因素。            討論如何處理仿真輸齣中的相關性。        8.4 結果可視化與解讀            強調圖錶(如直方圖、散點圖、箱綫圖、時間序列圖)在展示和解釋仿真結果中的重要作用。            如何將統計分析結果轉化為易於理解的管理洞察。     第九章:管理建模與仿真的實際應用        9.1 戰略決策支持            通過案例展示如何使用仿真模型進行市場進入分析、新産品開發評估、長期産能規劃等。        9.2 運營管理優化            在生産調度、庫存管理、供應鏈協同、服務流程設計等方麵的應用。        9.3 風險管理與危機應對            模擬自然災害、經濟衰退、市場波動等風險情景,評估應對策略的效果。        9.4 政策評估與製定            分析新政策(如環境法規、稅收政策)對經濟係統或社會行為的潛在影響。        9.5 組織學習與能力提升            如何通過構建和使用模型,幫助組織更好地理解自身運作,促進知識共享和決策能力的提升。  總結:  本書通過對管理建模基礎、數學模型構建、離散事件仿真、代理建模以及模型驗證與分析等關鍵環節的深入闡述,旨在為讀者提供一套全麵而實用的管理建模與仿真知識體係。本書內容嚴謹,結構清晰,並輔以豐富的理論概念和應用方嚮的介紹,希望能成為有誌於提升管理決策能力、掌握前沿分析工具的讀者的一本寶貴參考書。  關於本書的獨特之處:  本書的編寫力求在理論深度和實踐可操作性之間取得平衡。它不僅介紹建模的“是什麼”,更側重於“怎麼做”,並強調理解模型背後的邏輯和係統動力學。在技術工具方麵,雖然會提及一些知名的仿真軟件(如 MATLAB 在數值計算和某些仿真模型構建中的應用,以及 NetLogo 在代理建模方麵的優勢),但本書的核心在於傳授普適性的建模思想、方法論和分析框架,而非局限於某個特定軟件的教程。這種方法使得讀者無論將來使用何種工具,都能靈活運用所學知識解決問題。本書也著重強調係統思維在整個建模過程中的貫穿作用,以及模型驗證與確認在確保模型有效性上的不可或缺性。  目標讀者:  本書適閤以下讀者群體:     管理學專業學生: 深入理解管理決策背後的量化分析方法。    商業分析師與數據科學傢: 提升建模與仿真分析能力,為企業提供更專業的決策支持。    企業管理者與決策者: 掌握一種更科學、更前瞻的決策工具,理解復雜係統的運作規律。    工程師與研究人員: 擴展在管理領域的建模與仿真應用視野。    對復雜係統建模與分析感興趣的讀者。  本書將幫助讀者建立起對管理建模與仿真的信心,並將其作為解決復雜管理挑戰、驅動組織創新與發展的重要利器。