系统仿真科学与技术已广泛地应用于管理、经济、工业、农业、军事、能源、交通、通信、商业、生物、医疗、卫生、文化娱乐等领域,是一种具有很强实用性的技术。实际中大量的系统都属于离散事件系统,离散事件系统一般都具有很强的随机性、动态性和复杂性,通常很难用数学方程形式加以描述,也很难得到系统动态过程的解析表达。经典的概率及数理统计、随机过程理论虽然为研究离散事件系统提供了理论基础,并能对一些简单的系统提供解析解,但对实际中大量的系统,只有依靠计算机仿真技术才能提供较为完整的结果,因此仿真也是研究这类系统最重要、最有效的方法。
目前信息管理与信息系统、工业工程、电子商务、物流管理等许多专业开设了“系统建模与仿真”、“系统模型与模拟”或“管理系统仿真”等课程,需要相应的参考教材和参考资料。
仿真软件/语言可以划分为3类: 第一类是通用编程语言,如C、C++和Java等。第二类是仿真编程语言,如GPSS/H、SIMAN V和SLAMⅡ等; 第三类是仿真环境,如Arena、Witness、Flexsim、Anylogic等; 第一类到第三类仿真软件/语言,从建模的效率和易学易用程度来说依次提高,但从通用型、适用性和灵活性以及教学角度,对于帮助学生理解仿真基本原理、方法和算法机制实现的作用来说依次降低。GPSSWorld是在GPSS语言的基础上推出的基于Windows平台的可视化仿真集成平台。一方面,GPSSWorld保留了GPSS的所有特征,具有第二类仿真语言的特点,有较强的通用型、适用性和灵活性,得到了广泛的应用,把它作为一种仿真软件/语言的学习,也有助于学生进一步了解离散事件系统仿真的基本原理和方法,非常适合教学; 另一方面,GPSSWorld也适应了仿真语言向图形化、集成化、一体化的仿真建模环境发展的趋势,具有第三类仿真环境的特点,进一步提高了仿真建模的效率,易学易用。然而,目前还没有一本较为详细地介绍GPSSWorld的教程。仅有的一本有关GPSSWorld的教程(王明亮著.GPSSWorld模拟仿真系统实验教程)是面向操作实验的。
基于以上背景分析,结合作者及其团队近10年本科教学和科研工作,在“系统模型与模拟”、“系统建模与仿真”、“管理仿真”等课程原讲义的基础上,参考了GPSSWorld系统参考指南和国内外相关教材,由浙江工商大学谢毅、缪亚萍老师编写了本教程。
本教程分3部分共6章。第一部分包括第1章和第2章,主要介绍了离散事件系统建模仿真的基本概念、理论方法和算法实现; 第二部分包括第3章至第5章,重点介绍了GPSSWorld仿真软件/语言,讲解了编写GPSSWorld仿真程序的一些技巧和方法; 第三部分即第6章,以作者的科研工作作为应用实例介绍了基于GPSSWorld的工作流建模仿真。
本教程具有以下两个特色:
(1) 体系结构合理、内容详略得当,既有概念、理论、方法的论述,又有软件语言和实际应用案例研究的介绍,相得益彰。
(2) 实例和例题丰富,紧密结合实例和例题来讲解离散事件系统仿真的基本理论、方法和GPSSWorld语言的使用,讲解由浅入深,实例由简单到复杂,符合认识规律。
本教程可作为信息管理与信息系统、工业工程、电子商务、物流管理等专业师生的参考教材和教学参考书,也可作为研究生和相关工程技术人员的参考用书。
董祥祥、沈艳、张磊、鲍虎光、尹梓郦、楼铁莹等同学参与完成了本教程的部分校订工作,在此对他们做出的贡献表示感谢。
由于作者的知识和水平有限,书中难免有错误和不妥之处,敬请广大读者批评指正。
本教程得到浙江省育才工程项目的资助,在此特别表示感谢!
编者2011年1月