描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111603245
内容简介
本书是编者在多年教学经验基础上精心完成的一本教材。本书的特点是将数学模型与计算机仿真建模有机融合，避免单纯的数学模型推导，使没有编程基础的读者也能轻松掌握仿真建模技术。
本书包含两个部分，*部分介绍如何使用Excel 构建离散事件的物流系统仿真模型，具体内容包括物流系统仿真的基本原理，如何使用Excel产生均匀分布随机数､正态分布随机数等，如何构建概率仿真模型，如何构建泊松到达过程仿真模型，如何构建基于排队论系统的仿真模型，如何构建库存仿真模型等。尽管Excel 的功能很强大，但是现在一些专业仿真软件可以完成更多的仿真工作，因此，本书第二部分介绍了Flexsim 仿真建模方法，内容包括Flexsim 仿真软件的基础知识和操作方法，如何使用Flexsim 进行生产系统､仓储作业或资源限制的物流系统的仿真建模，尤其增加了在2016 版之后出现的过程流建模内容。
本书适用于普通高等院校物流管理与工程专业的本科生及研究生学习，也可供从事物流管理工作的企业管理人员参考。
本书包含两个部分，*部分介绍如何使用Excel 构建离散事件的物流系统仿真模型，具体内容包括物流系统仿真的基本原理，如何使用Excel产生均匀分布随机数､正态分布随机数等，如何构建概率仿真模型，如何构建泊松到达过程仿真模型，如何构建基于排队论系统的仿真模型，如何构建库存仿真模型等。尽管Excel 的功能很强大，但是现在一些专业仿真软件可以完成更多的仿真工作，因此，本书第二部分介绍了Flexsim 仿真建模方法，内容包括Flexsim 仿真软件的基础知识和操作方法，如何使用Flexsim 进行生产系统､仓储作业或资源限制的物流系统的仿真建模，尤其增加了在2016 版之后出现的过程流建模内容。
本书适用于普通高等院校物流管理与工程专业的本科生及研究生学习，也可供从事物流管理工作的企业管理人员参考。
目 录
目 录
前言
第1 章 概述 1
1.1 建模与仿真的概念 2
1.2 解析模型与仿真模型 3
1.3 仿真模型的优势 5
1.4 仿真模型的应用领域 5
1.5 仿真建模的三种方法 6
本章习题 8
参考文献 9
第2 章 随机数与计算机仿真建模
初步 10
2.1 随机数和蒙特卡罗模拟 10
2.2 蒙特卡罗模拟进行计算机仿真的
原理 11
2.3 线性同余随机数生成法 13
2.4 利用Excel 产生均匀分布随
机数 17
2.5 利用Excel 产生三角分布随
机数 36
2.6 利用Excel 产生正态分布随机数 37
2.7 利用Excel 产生指数分布随机数 38
2.8 利用Excel 产生泊松分布随机数 39
2.9 利用Excel 产生经验分布随机数 48
本章习题 50
参考文献 50
第3 章 排队论仿真建模 51
3.1 排队论概述 52
3.2 建立到达和服务过程的模型 55
3.3 等待时间悖论 61
3.4 单队列单服务台排队系统仿真
建模 62
3.5 单队列双服务台排队系统仿真
建模 78
3.6 仿真统计分析 84
本章习题 88
参考文献 88
第4 章 库存系统仿真建模 89
4.1 库存模型的基本要素 90
4.2 恒定库存量模型 92
4.3 确定型库存模型(一): 经济订货
批量模型———EOQ 模型 103
4.4 确定型库存模型(二): 允许缺货的
EOQ 模型 108
4.5 确定型库存模型(三): 有数量
折扣的EOQ 模型 111
4.6 确定型库存模型(四): 生产批量
模型 114
4.7 确定型库存模型(五): 联合补货
模型 116
4.8 随机库存模型(一): 单周期模型———
报童模型 120
4.9 随机库存模型(二): (R，Q)
模型 134
4.10 不同订货批量下最佳库存水平策略
仿真模型 138
本章习题 147
参考文献 147
第5 章 Flexsim 仿真建模基础 148
5.1 Flexsim 基础模型 149
5.2 标签(Labels) 180
5.3 全局工具(Global Modeling Tools) 189
5.4 用户事件(User Events) 199
5.5 时间表(Time Tables) 206
5.6 任务序列(Task Sequence) 211
5.7 过程流(Process Flow) 225
本章习题 261
参考文献 262
第6 章 Flexsim 建模研究 263
6.1 资源限制的物流系统模型 263
6.2 仓储作业模型 273
6.3 允许返工的产品生产系统模型 283
6.4 具有操作员的产品生产系统 289
本章习题 297
参考文献 298
前言
第1 章 概述 1
1.1 建模与仿真的概念 2
1.2 解析模型与仿真模型 3
1.3 仿真模型的优势 5
1.4 仿真模型的应用领域 5
1.5 仿真建模的三种方法 6
本章习题 8
参考文献 9
第2 章 随机数与计算机仿真建模
初步 10
2.1 随机数和蒙特卡罗模拟 10
2.2 蒙特卡罗模拟进行计算机仿真的
原理 11
2.3 线性同余随机数生成法 13
2.4 利用Excel 产生均匀分布随
机数 17
2.5 利用Excel 产生三角分布随
机数 36
2.6 利用Excel 产生正态分布随机数 37
2.7 利用Excel 产生指数分布随机数 38
2.8 利用Excel 产生泊松分布随机数 39
2.9 利用Excel 产生经验分布随机数 48
本章习题 50
参考文献 50
第3 章 排队论仿真建模 51
3.1 排队论概述 52
3.2 建立到达和服务过程的模型 55
3.3 等待时间悖论 61
3.4 单队列单服务台排队系统仿真
建模 62
3.5 单队列双服务台排队系统仿真
建模 78
3.6 仿真统计分析 84
本章习题 88
参考文献 88
第4 章 库存系统仿真建模 89
4.1 库存模型的基本要素 90
4.2 恒定库存量模型 92
4.3 确定型库存模型(一): 经济订货
批量模型———EOQ 模型 103
4.4 确定型库存模型(二): 允许缺货的
EOQ 模型 108
4.5 确定型库存模型(三): 有数量
折扣的EOQ 模型 111
4.6 确定型库存模型(四): 生产批量
模型 114
4.7 确定型库存模型(五): 联合补货
模型 116
4.8 随机库存模型(一): 单周期模型———
报童模型 120
4.9 随机库存模型(二): (R，Q)
模型 134
4.10 不同订货批量下最佳库存水平策略
仿真模型 138
本章习题 147
参考文献 147
第5 章 Flexsim 仿真建模基础 148
5.1 Flexsim 基础模型 149
5.2 标签(Labels) 180
5.3 全局工具(Global Modeling Tools) 189
5.4 用户事件(User Events) 199
5.5 时间表(Time Tables) 206
5.6 任务序列(Task Sequence) 211
5.7 过程流(Process Flow) 225
本章习题 261
参考文献 262
第6 章 Flexsim 建模研究 263
6.1 资源限制的物流系统模型 263
6.2 仓储作业模型 273
6.3 允许返工的产品生产系统模型 283
6.4 具有操作员的产品生产系统 289
本章习题 297
参考文献 298
前 言
前 言
计算机仿真是一种借助计算机并利用系统模型对实际系统进行研究的方法，一些学术论文或者著作又称之为计算机模拟。在物流系统分析､建模时，借助计算机仿真技术，建立物流系统模型进行量化分析，可为人们认识物流系统提供一种新的手段和方法，所以很多高校开设了物流系统仿真(或者物流系统模拟) 等类似课程。
本书是作者在北京交通大学对物流管理专业本科生及研究生十多年授课经验的基础上编写而成的。
在开设物流系统仿真课程的过程中，本书作者为了选择教材，对众多国内外同类教材进行过比较和筛选，发现普遍存在两类教材:
一类教材是面向计算机专业编写的，教材重点是计算机仿真的理论､离散事件系统仿真的算法。有些教材有相当多的内容在重复概率统计理论，学生在学习时，不知道这些内容与仿真建模有什么关系；还有些教材的目标则是培养仿真软件开发者，用C 语言或Java等通用计算机语言进行仿真建模。
另一类教材则是教学生如何使用一些物流仿真软件，教会学生进行软件操作，对于仿真建模原理涉及不多。
作者感到上述两类教材对于经管类专业学生均不太适用，一是经管类专业学生的编程基础比较薄弱，他们不是软件开发者，应该让学生不需要有深厚的计算机编程基础，也能够具备物流系统的仿真建模能力。另一方面，如果在课程中不讲授计算机仿真理论，仅仅学习专业仿真软件的操作､使用，这种学习不具有可持续性和发展性，计算机仿真理论的学习是保证学生能够具有研究能力和建模能力的基础。
基于以上考虑，经过十多年教学经验的积累，作者编写了本教材。
为了避免学生陷于计算机编程语言的困扰，本书用Excel 作为基础工具，教授计算机仿真的基本理论和仿真建模方法；为了避免理论的枯燥，在教材中给出了一些有趣的仿真模型，例如生日问题､公主选驸马问题。这样做的好处显而易见: 一方面，用Excel 作为仿真建模工具，实现了建模学习的零门槛，大大降低了学习难度，书中的例子也大大增加了仿真建模的趣味性，学生既可以掌握仿真建模的理论，又能够培养建模能力；另一方面，使用Excel 作为建模工具，学生对Excel 逐步精通，这为后面进行仿真分析打下良好的基础。计算机仿真的数据分析非常重要，仿真建模仅仅完成了一部分工作，最终的数据分析才是重中之重，所以，本书对于计算机仿真建模能力和数据分析能力的培养都大有裨益。
尽管Excel 在学习物流仿真的原理时非常有效，但是也有局限。Excel 只适合构建简单的仿真模型，对于复杂的仿真模型则需要借助专业的仿真软件。本书在第五章之后，将介绍如何采用Flexsim 仿真软件进行物流系统建模。Flexsim 仿真软件简单､易学，既可以通过参数设置构建模型，也可以通过编写简单的脚本程序建模，适合本科生的学习，对于其他一些初学者也是很好的专业仿真软件。
本书的特点是将概率论､随机过程､仿真原理等理论知识与计算机建模的实践相结合，避免用数学推导代替仿真建模。在撰写本书时，作者对数学模型和计算机仿真模型的关系是这样看待的: ①在建立计算机仿真模型时，必须以数学模型为指导，以运筹学､随机过程等数学模型为计算机仿真提供建模依据，没有数学模型的计算机仿真模型是没有任何意义的；②计算机仿真模型完成后，必须与数学模型进行相互验证，如果二者不能很好吻合，那么数学模型和计算机仿真模型二者必然有一个存在问题，或者二者均存在问题。
从研究物流系统的线路图､技术路线来看，其数学模型和计算机仿真模型需要相互验证，二者缺一不可。如果将解决物流系统问题视作爬山，依靠运筹学､概率论､随机过程建立数学模型是沿山的北坡攀登，而建立计算机仿真模型则是从山的南坡攀登，二者最终应该在山顶汇合，这样才能认为问题得到完美解决。
本书的教学内容建议按照32 课时安排，教学内容分为两部分，第一部分是第1 ~ 4章，共16 学时；第二部分是第5 ~ 6 章，共16 学时。第一部分的主要内容是学习使用Excel进行计算机仿真建模，其中第1､2 章，建议教学学时为6 学时；第3 章建议教学学时为4 学时；第4 章建议教学学时为6 学时。第二部分的主要内容是学习使用Flexsim 进行仿真建模，建议每章教学学时均为8 学时。本书没有对Flexsim 的基本操作进行介绍，以避免把本书写成一本软件操作手册，但在教学时，建议教师结合Flexsim 随机帮助文件､软件使用手册，给学生补充一些Flexsim 的基本概念和基本操作。
本书中使用到了Crystal Ball 软件，该软件是Oracle 公司的仿真软件，该软件可以在Excel 中进行蒙特卡罗模拟，软件下载地址: https:/ / www.oracle.com/ cn/ products/ applica-tions/ crystalball/ overview/ index.html，读者可以到该网站下载试用版。
本书用到的Flexsim 仿真软件是美国Flexsim 公司的产品，读者可以到网站https:/ /www.flexsim.com/ es/ 下载试用版。
本书第2 ~5 章由鲁晓春编写，第1､6 章由黄帝编写。另外，黄帝还负责各章的习题及全书的修改､补充完善工作。
在本书的撰写过程中，我们得到了北京交通大学的北京物流信息化研究基地､北京交通大学物流管理与技术北京市重点实验室､国家自然科学基金(项目编号: 71390334)､北京市社科基金(项目编号: 17JDGLB014) 的支持，在此表示感谢。
鲁晓春
2018 年7 月
计算机仿真是一种借助计算机并利用系统模型对实际系统进行研究的方法，一些学术论文或者著作又称之为计算机模拟。在物流系统分析､建模时，借助计算机仿真技术，建立物流系统模型进行量化分析，可为人们认识物流系统提供一种新的手段和方法，所以很多高校开设了物流系统仿真(或者物流系统模拟) 等类似课程。
本书是作者在北京交通大学对物流管理专业本科生及研究生十多年授课经验的基础上编写而成的。
在开设物流系统仿真课程的过程中，本书作者为了选择教材，对众多国内外同类教材进行过比较和筛选，发现普遍存在两类教材:
一类教材是面向计算机专业编写的，教材重点是计算机仿真的理论､离散事件系统仿真的算法。有些教材有相当多的内容在重复概率统计理论，学生在学习时，不知道这些内容与仿真建模有什么关系；还有些教材的目标则是培养仿真软件开发者，用C 语言或Java等通用计算机语言进行仿真建模。
另一类教材则是教学生如何使用一些物流仿真软件，教会学生进行软件操作，对于仿真建模原理涉及不多。
作者感到上述两类教材对于经管类专业学生均不太适用，一是经管类专业学生的编程基础比较薄弱，他们不是软件开发者，应该让学生不需要有深厚的计算机编程基础，也能够具备物流系统的仿真建模能力。另一方面，如果在课程中不讲授计算机仿真理论，仅仅学习专业仿真软件的操作､使用，这种学习不具有可持续性和发展性，计算机仿真理论的学习是保证学生能够具有研究能力和建模能力的基础。
基于以上考虑，经过十多年教学经验的积累，作者编写了本教材。
为了避免学生陷于计算机编程语言的困扰，本书用Excel 作为基础工具，教授计算机仿真的基本理论和仿真建模方法；为了避免理论的枯燥，在教材中给出了一些有趣的仿真模型，例如生日问题､公主选驸马问题。这样做的好处显而易见: 一方面，用Excel 作为仿真建模工具，实现了建模学习的零门槛，大大降低了学习难度，书中的例子也大大增加了仿真建模的趣味性，学生既可以掌握仿真建模的理论，又能够培养建模能力；另一方面，使用Excel 作为建模工具，学生对Excel 逐步精通，这为后面进行仿真分析打下良好的基础。计算机仿真的数据分析非常重要，仿真建模仅仅完成了一部分工作，最终的数据分析才是重中之重，所以，本书对于计算机仿真建模能力和数据分析能力的培养都大有裨益。
尽管Excel 在学习物流仿真的原理时非常有效，但是也有局限。Excel 只适合构建简单的仿真模型，对于复杂的仿真模型则需要借助专业的仿真软件。本书在第五章之后，将介绍如何采用Flexsim 仿真软件进行物流系统建模。Flexsim 仿真软件简单､易学，既可以通过参数设置构建模型，也可以通过编写简单的脚本程序建模，适合本科生的学习，对于其他一些初学者也是很好的专业仿真软件。
本书的特点是将概率论､随机过程､仿真原理等理论知识与计算机建模的实践相结合，避免用数学推导代替仿真建模。在撰写本书时，作者对数学模型和计算机仿真模型的关系是这样看待的: ①在建立计算机仿真模型时，必须以数学模型为指导，以运筹学､随机过程等数学模型为计算机仿真提供建模依据，没有数学模型的计算机仿真模型是没有任何意义的；②计算机仿真模型完成后，必须与数学模型进行相互验证，如果二者不能很好吻合，那么数学模型和计算机仿真模型二者必然有一个存在问题，或者二者均存在问题。
从研究物流系统的线路图､技术路线来看，其数学模型和计算机仿真模型需要相互验证，二者缺一不可。如果将解决物流系统问题视作爬山，依靠运筹学､概率论､随机过程建立数学模型是沿山的北坡攀登，而建立计算机仿真模型则是从山的南坡攀登，二者最终应该在山顶汇合，这样才能认为问题得到完美解决。
本书的教学内容建议按照32 课时安排，教学内容分为两部分，第一部分是第1 ~ 4章，共16 学时；第二部分是第5 ~ 6 章，共16 学时。第一部分的主要内容是学习使用Excel进行计算机仿真建模，其中第1､2 章，建议教学学时为6 学时；第3 章建议教学学时为4 学时；第4 章建议教学学时为6 学时。第二部分的主要内容是学习使用Flexsim 进行仿真建模，建议每章教学学时均为8 学时。本书没有对Flexsim 的基本操作进行介绍，以避免把本书写成一本软件操作手册，但在教学时，建议教师结合Flexsim 随机帮助文件､软件使用手册，给学生补充一些Flexsim 的基本概念和基本操作。
本书中使用到了Crystal Ball 软件，该软件是Oracle 公司的仿真软件，该软件可以在Excel 中进行蒙特卡罗模拟，软件下载地址: https:/ / www.oracle.com/ cn/ products/ applica-tions/ crystalball/ overview/ index.html，读者可以到该网站下载试用版。
本书用到的Flexsim 仿真软件是美国Flexsim 公司的产品，读者可以到网站https:/ /www.flexsim.com/ es/ 下载试用版。
本书第2 ~5 章由鲁晓春编写，第1､6 章由黄帝编写。另外，黄帝还负责各章的习题及全书的修改､补充完善工作。
在本书的撰写过程中，我们得到了北京交通大学的北京物流信息化研究基地､北京交通大学物流管理与技术北京市重点实验室､国家自然科学基金(项目编号: 71390334)､北京市社科基金(项目编号: 17JDGLB014) 的支持，在此表示感谢。
鲁晓春
2018 年7 月
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