1.3 本书定位
以美国和俄罗斯为代表的管理系统模拟理论、方法、工具和应用方面得到了快速发展,而国内的发展相对滞后。管理系统模拟在国内一直是“冷门”专业,管理系统模拟方面的人才短缺,开设管理系统模拟课程的学校暂时还不多,许多管理科学与工程专业需要开设管理系统模拟课程,但是师资短缺。
由于篇幅的限制,主教材着重介绍了主要的基本理论、方法,通过浅显案例阐述了软件的使用方法和技巧。然而,管理系统模拟是一门注重实际应用的学科。要深入理解管理系统模拟的理论和方法,必须结合专业软件的学习以及大量的模拟案例来进行。本书定位为主教材的配套读物,有针对性地分析一些模拟案例。
虽然许多参考书的理论分析精辟、语言通顺、逻辑严谨、理论和方法系统全面,但是作者的表达到位并不能保证阅读者的理解到位,这中间必然存在偏差。而专业模拟软件是对模拟理论和方法的精确表达,是“活”的知识。要准确理解管理系统模拟中的基本理论和方法,必须通过对专业模拟软件和大量模拟案例进行“摸索式”学习。
管理系统模拟包含了多种常用的理论、方法、工具(参见图1.5),同一种模拟方法的应用领域非常广,这为案例选取带来了一定困难。离散型、连续性和多智能体模拟在供应链领域都有比较多的应用。
因为主教材中选取模拟案例服从于模拟方法的需要,并且要比较简单,适合教学,所以案例没有统一的研究对象背景。本书从供应链背景下模拟问题出发,以模拟案例为主线展开分析和论述,使得模拟案例有相对统一的研究对象背景。具体选取供应链中的库存系统模拟、JIT生产系统模拟、牛鞭效应模拟、生产—销售系统模拟、供应链企业竞争与合作模拟等。
本书第2章、第3章重点介绍了Arena的高级传输面板和高级过程面板。选取的自动化仓库模拟案例和准时化生产方式模拟中包含了这些面板中的大多数模块,本书附录全面介绍了这两个常用面板。
第4章中介绍了如何使用Arena的VBA环境控制模拟过程和优化模拟结果。
第5章介绍了如何使用Arena建立连续型模拟模型。通过这4章的进一步学习,可以基本掌握模拟软件Arena。
本书第6章利用AnlyLogic,通过建立混合型模拟模型来模拟一个简单的供应链过程,以加深对混合型模拟的理解,提高对AnlyLogic的应用水平。
本书第7章利用模拟软件Vensim Ple,以著名的啤酒游戏为背景,建立了4级供应链生产和分销库存的系统动力学模拟模型,模型建立过程中涉及Vensim Ple中的大部分功能,较完整地展示了如何利用系统动力学知识和软件逐步分析、观察,解释具体现象,解决具体问题。
本书第8章利用Java语言,通过编程直接实现竞争与合作动态博弈元胞自动机模型,并进行初步模拟分析,以进一步提高对元胞自动机方法的理解,掌握元胞自动机模型的建立和实现方法。
在许多复杂的管理问题研究中,解析数学方法在求解方面遇到难题,转而求助于计算机模拟方法,计算机模拟因而被称为“没有办法的办法”。但是,当研究对象更复杂、更庞大或者更深入时,比如复杂的化工生产过程,考虑了生态系统的生产系统,考虑了企业操作层次及战略层次的企业模拟等,连续型模拟和离散型模拟模型都不能很好地反映实际对象。在这样的情况下,连续离散混合模拟非常有必要。从管理系统模拟发展历史看,管理系统模拟并不仅仅是在得不到解析解的情况下的替代方案(“没有办法的办法”),更重要的是它提供了一个集成多领域知识的平台和手段,使构造复杂的经济、社会和生态系统虚拟实验室成为可能。
因此,本书将进一步阐述混合型模拟原理与工具。在分析连续离散混合型模拟的工作原理的基础上,进一步深入介绍主教材使用过的模拟工具Arena和AnlyLogic,讲解如何在这些模拟工具下建立混合型模拟模型。
同在供应链系统这个研究对象背景下,不同的问题适合采用不同的模拟方法,同一个问题可以采用不同的方法,不同的方法有不同的效果和优缺点。为了体现这一点达到灵活使用模拟方法的目的,本书分析针对不同的问题,应该选择什么方法,并且有意识地选择系统动力学(连续型模拟)方法和离散系统模拟方法同时研究库存问题,选择系统动力学方法和混合模拟方法同时研究模拟生产—销售系统。