《管理系统模拟》课程教学大纲

《管理系统模拟》课程教学大纲

一、课程基本信息

1、课程编码：U12M11117

2、课程名称（中/英文）：管理系统模拟/ Simulation

3、学时/学分：32学时/2学分

4、先修课程：概率论与数理统计，运筹学

5、开课单位：管理学院

6、开课学期：秋

7、课程类别：专业选修

8、课程简介（中/英文）：

管理系统模拟是指通过计算机软件建立模型，对已有的或设想的管理系统、策略等进行仿真实验，以便对所设计的方案进行分析和判断，提出进一步决策所需的依据。系统仿真与数学规划、统计学并称现代管理数学三大主流技术，而系统仿真已经广泛应用于众多行业，包括且不限于制造系统，建筑工程，项目管理，物流，运输系统，业务流程，医疗保健和电信网络等。通过学习本课程，学生将掌握仿真理论与工业软件FlexSim建模技能，同时提升学生系统思维能力、问题与数据分析能力、动手能力与团队合作能力。

This is a comprehensive application course which uses statistics and simulation software to model and simulate real world systems such as logistics, health care, building construction, etc. The course will first introduce the concepts of simulation in general, and a widely adopted framework, discrete event simulation; then, input and output analysis will be taught while reviewing the commonly-used distributions and data analysis methods; later on, commercial simulation software, FlexSim, will be introduced together with several useful models, such as M/M/1 queuing model, factory model, vehicle network model and conveyer model. In the end, the students are required to develop a model based on a real world scenario, and conduct meaningful analysis. Prerequisite courses are probability and statistics, and operations research (or relevant courses). The students are required to review necessary chapters of the prerequisite courses in advance.

9、教材及教学参考书：

教材：《离散事件系统仿真（原书第5版）》，[美] 杰瑞·班克斯（Jerry Banks）等著，王谦译。机械工业出版社。出版时间2019年。ISBN：9787111619567

教学参考书：《物流系统建模与仿真实用教程---基于FlexSim 2018中文版》马向国，孙佩健，吴丹婷著。机械工业出版社。出版时间2020年。ISBN：9787111647652。

兴趣阅读：《仿真与蒙特卡洛方法》，鲁文鲁宾斯坦等著。西安交通大学出版社。出版时间2020年。ISBN：9787569313062

二、课程教学目标

管理系统模拟，也叫系统仿真，已经成为决策支持系统的强有力的工具之一。系统仿真与数学规划、统计学并称现代管理数学三大主流技术，而系统仿真已经广泛应用于众多行业，包括且不限于制造系统，建筑工程，项目管理，物流，运输系统，业务流程，医疗保健和电信网络等。该课程教学过程中，学生不仅要掌握一些包括专门模拟语言在内的具体的计算机模拟方法，更重要的是深入了解计算机模拟的基本思维方法。通过这门课程的学习，主要培养学生的数学建模思想与计算机仿真手段的综合应用能力，提高学生在各个领域的计算机应用能力，能综合利用计算机仿真手段，分析现实社会中的某些复杂的现象，从而为解决实践中的这些问题提供决策支持。本课程围绕现代工业管理需求，以培养学生实用技能为核心开展课程设计，对学生未来就业核心竞争力的培养至关重要。

三、教学内容及教学要求

第一章 绪论（1学时）

要求：了解课程内容、教学目标、进度安排与考核方式，了解广义定义的仿真以及适用场景。

第二章  仿真概述（3学时）

第一节  “系统”的定义

第二节  系统、建模与仿真

第三节  离散事件仿真的定义

第四节  仿真研究方法与建模方法

要求：掌握系统、模型、建模及仿真等基本概念；掌握离散事件仿真概念，以及其与其他类型仿真的主要区别及适用范围；理解仿真研究方法包含的主要步骤，理解仿真建模方法的主要步骤。

第三章  离散事件仿真基础（2学时）

第一节  单通道排队系统介绍

第二节  基于仿真表的手工仿真

第三节  基于Excel的手工仿真

第四节  未来事件列表

要求：掌握单通道排队模型与仿真有关的假设、主要定义、事件定义、状态更新、关键性能指标等知识点；掌握基于仿真表的手工仿真方法；熟悉常用的Excel使用技巧，能够运用Excel中常用的内建函数实现手工仿真；掌握未来事件列表的概念与时间推移算法，并掌握手工推演基于未来事件列表的仿真表。

第四章  模拟中常见概率分布（2学时）

第一节  模拟中常见的随机变量概率分布

第二节  概率分布的基本参数

第三节  随机概率分布的拟合

第四节  如何获得符合特定概率分布的随机数

要求：掌握常见连续分布和离散分布类型，能熟练掌握概率分布的三类参数，尤其是概率分布的基本参数；掌握概率分布拟合的基本过程与方法。

第五章 输入输出数据分析（4学时）

第一节  识别分布方法

第二节  参数估计与拟合优度检验

第三节  实验设计方法

第四节  终态与稳态仿真的输出分析

要求：掌握直方图法、概率图法、点统计法等用于识别分布的方法；掌握极大似然估计法，通过样本值估计分布参数；掌握拟合优度检验方法用以评价分布对观测数据的拟合度；掌握如何设计仿真实验，包括终态与稳态仿真设计、仿真次数计算，以及预热时间计算；掌握终态与稳态仿真的输出分析方法。

第六章 基于FlexSim的建模实践（16学时）

第一节  FlexSim入门

第二节  多服务器模型

第三节  仓库模型

第四节  工艺流程模型

第五节  无人车模型

第六节  传送带模型

要求：了解FlexSim界面与软件功能；通过单服务器模型理解G/G/1模型与离散事件仿真的概念；掌握多服务器、仓库、无人车、传送带等多种工业场景建模方法；掌握3D建模与工艺流程建模两种建模技巧；通过FlexSim建模掌握仿真建模方法，完成上机实践，并思考仿真建模在工业生产中的应用与价值。

第七章  仿真应用与前沿（4学时）

第一节  翻转课堂：学生展示仿真在现实场景中的应用

第二节  仿真在科研中的应用

要求：掌握仿真研究方法，并由学生分组汇报大作业；仿真技术在运筹学领域、工业工程领域的主要应用。

四、思政育人

1. 课程思政育人目标：针对《管理系统模拟》课程教学内容面向实践性的特点，引导学生逐步掌握不确定管理系统的建模和求解过程。以实践背景中的管理决策问题为导向，凝练科学问题进而从理论层次抽象模型并探索有效的解决方法。将数学建模及仿真求解的思路贯穿于教学的各个环节中，培养学生采用仿真技术处理复杂管理问题的能力，增强学生基于所学理论知识解决现实问题的信心，通过提升管理系统运作效率体会自我价值的塑造和实现。

2. 课程思政示范性教学内容：随着社会经济、计算机和人工智能技术的飞速发展，计算机模拟作为研究复杂管理系统一种有效方法、其原理和工具也不断的发展和更新。通过对多种工业系统仿真建模的讲解，使学生认识到社会如何运转及生产如何进行。结合学生亲自实验，促进学生领悟仿真流程、仿真的应用范围、仿真对社会企业工作的价值。

3. 课程思政教学设计：在课程内容中引入一些生产系统建模及仿真中的典型案例，采用启发式的教学模式。针对多个特定的基本知识点，给学生推荐拓展的阅读文献，使学生在更深刻理解基本知识的同时又提高了对生产管理系统中实际问题的了解，培养学生独立思考问题的能力。鼓励学生采用建模及仿真的方法自己动手解决或改善现实生产系统的一些约束或者瓶颈环节，聚焦当代青年思想关切，使得学生在掌握知识的同时得到社会主义核心价值观熏陶，培养与塑造其正确的人生观和世界观。

五、各教学环节学时分配

六、考核方式及要求

七、理论课程包含的实践教学内容说明

详见附件。

八、课程与人才培养目标关系矩阵图

课程负责人签名：周琛淏

专家组评审意见：

专家组组长签名：

评审日期：

开课单位教学委员会审核意见：  

教学委员会负责人签名：

   审定日期：

附件

理论课程包含的实践教学内容说明

1.实验项目内容及学时分配

注: 实验类型分为验证、综合、设计、创新。实验要求分为必修、选修。

2.主要教材及教学参考书（包括实验指导书）

教材和教学参考书按照名称、作者、译者、出版社、出版时间的顺序书写。

3.实验安全事项

实验过程中无基本安全隐患。

4.实验报告要求

日常实验课不要求撰写实验报告。实验课最后一节课将会进行单人上机考核。考核首先考查学生对所学技能，特别是软件使用的熟练程度，之后将考查学生自主创新能力，要求学生能够根据对仿真与软件的领悟，完成相应的模型设计与实验。考核过程中，学生允许携带课件材料，但不允许联网及与他人交流。上机考核计入最终成绩，占40%。

5.使用的主要仪器设备说明

6.主要实验耗材

无