系统工程实验指导书1.doc

安徽工业大学管理科学与工程学院 系统工程实验指导书系统工程实验报告 姓 名： 班 级： 学 号： 指导老师： 2013年 12 月 6 日 实验一 简单库存模型一、 实验目的1、 熟悉STELLA软件的基本操作2、 加深对系统动力学主要要素和基本思想的理解3、 学会利用STELLA软件建立一阶反馈系统模型、仿真运行及结果分析二、 实验要求1、简单库存模型各变量及其因果关系图如下图：库存量库存差额订货量+()R1DI+期望库存Y2、各变量之间的关系可用如下方程表示：L IK=IJ+DT*R1JKN I=1000R R1KL=DK/ZA DK=Y-IKC Z=5C Y=60003、要求利用STELLA建立上述库存模型的流图，仿真计算并分析结果三、实验步骤1、确定水准变量、速率变量、辅助变量、常量及水准变量初值；2、熟悉STELLA软件操作指导，建立模型的四个基本构造块为：栈（stock）、流（flow）、转换器(converter) 、连接器（connector），设置仿真参数（采用默认值）；2、根据因果关系图连接流；3、确定水准方程、速率方程、辅助方程、赋初值方程和常量方程；4、建立模型仿真结果分析所需的数据模块；5、仿真及结果分析四、实验结果1.简易库存模型：2.简易库存模型输出特性示意图：(1) 表格：.（2）曲线：3.量化分析模型及仿真计算公式：I(t) = I(t - dt) + (R1) * dtINIT I = 1000INFLOWS:R1 = D/ZD = Y-IY = 6000Z = 5五、实验分析：实验一通过简易的流图模型以及dynamo方程导出了如上所述的简单库存系统输出特性示意图以及简单库存系统仿真计算结果表。实验二 二阶库存系统一、 实验目的1、加深对系统动力学主要要素和基本思想的理解2、学会利用STELLA软件建立二阶反馈系统模型、仿真运行及结果分析3、分析二阶系统的特点二、 实验要求出库量R31、二阶库存系统模型各变量及其因果关系图如下图：库存量入库量途中存货量订货量库存差额I（）+（）GR2 +R1+ 2、各变量之间的关系可用如下方程表示：L GK=GJ+DT*(R1KL-R2JK)L IK=IJ+DTR2JKR R1KL=D/ZR R2KL=G/WR R3KL=200A D=Y-IKC Y=6000C W=10,Z=5C I=1000 ，G=80003、要求利用STELLA建立上述库存模型的流图，仿真计算并分析结果三、实验步骤1、确定水准变量、速率变量、辅助变量、常量及水准变量初值；2、建立模型的四个基本构造块为：栈（stock）、流（flow）、转换器(converter) 、连接器（connector），设置仿真参数（采用默认值）；2、根据因果关系图连接流；3、确定水准方程、速率方程、辅助方程、赋初值方程和常量方程；4、建立模型仿真结果分析所需的数据模块；5、仿真及结果分析四、练习 改变各参数（Z、W及水准变量初始值）的值，观察水准变量和速率变量变化情况，分析参数对其仿真结果的影响五、实验结果：1. 二阶库存系统模型:2. 二阶库存系统模型输出简易模型示意图：（1）图表：（2）曲线：3.量化分析模型及仿真计算公式：G(t) = G(t - dt) + (R1 - R2) * dtINIT G = 8000INFLOWS:R1 = D/ZOUTFLOWS:R2 = G/WI(t) = I(t - dt) + (R2) * dtINIT I = 1000INFLOWS:R2 = G/WD = Y-IW = 10Y = 6000Z = 5六、实验分析：实验二是以简单库存系统为基础，绘制了二阶负反馈结构模型,通过dynamo方程的量化分析模型及仿真计算,得到如上图的二阶库存系统输出特性示意图及二阶库存系统仿真计算结果表。实验三 高校发展规模问题一、 实验目的1、学会根据具体问题建立模型的因果关系图；2、应用STELLA软件建立流图统模型、仿真运行及结果分析；3、能够根据数据分析结果解释具体模型。二、 实验要求1、 高校发展规模问题：教学型高校的在校本科生和教师（S和T）是按照一定的比例而相互增长的。已知某高校现有本科生10000名，且每年以SR的增幅增加，每一名教师可引起本科生人数增加的速率是1人/年。学校现有教师1500名，每个本科生可引起教师增加的速率（TR）是0.05人/年。用STELLA软件分析该校未来几年的发展规模，要求：(1) 独立画出因果关系图和流图（包括相应的DYNAMO方程）；(2) 对流图进行仿真，根据仿真结果分析未来35年的在校本科生和教师的人数变化情况。三、 实验步骤1、确定水准变量、速率变量、辅助变量、常量及水准变量初值；2、建立模型的四个基本构造块为：栈（stock）、流（flow）、转换器(converter) 、连接器（connector），设置仿真参数（采用默认值）；2、根据问题绘制因果关系图，并根据因果关系图连接流；3、确定水准方程、速率方程、辅助方程、赋初值方程和常量方程；4、建立模型仿真结果分析所需的数据模块；5、仿真及结果分析四、实验结果：1.数据流图：2.数据表与曲线图：（1）表：（2）曲线：3.相关函数：实验四 AHP建模训练一、 实验目的1、加深对AHP建模步骤的理解；2、学会使用Yaahp软件二、 实验要求及步骤1、在Yaahp中建立以下的投资方案选择模型A2、 根据判断矩阵标度定义在Yaahp中建立以下判断矩阵：A1B1B2B3B1C1C2C3B1153C111/28B21/511/3C2219B31/331C31/81/91B2C1C2C3B3C1C2C3C1147C1147C21/416C21/416C31/71/61C31/71/61结果：（1）实验图：2.计算结果：3、 计算最优投资方案;因为权重0.47050.40870.1208。对应备选方案分别为兴建工厂，购置资产，存入银行。所以，投资方案最好选择兴建工厂。4、熟悉Yaahp软件的数据输出功能：标度类型：e(0/5)e(8/5)最终结果-备选方案权重兴建工厂0.4705购置资产0.4087存入银行0.1208-1. 投资效果 判断矩阵一致性比例：0.0000; 对总目标的权重：1.0000; lambda_max：3.0000-投资效果风险收益流转Wi风险1.00002.22551.49180.4718收益0.44931.00000.67030.2120流转0.67031.49181.00000.3162-2. 风险 判断矩阵一致性比例：0.0000; 对总目标的权重：0.4718; lambda_max：3.0000-风险兴建工厂购置资产存入银行Wi兴建工厂1.00000.81874.05520.4052购置资产1.22141.00004.95300.4949存入银行0.24660.20191.00000.0999-3. 收益 判断矩阵一致性比例：0.0171; 对总目标的权重：0.2120; lambda_max：3.0178-收益兴建工厂购置资产存入银行Wi兴建工厂1.00001.82213.32010.5289购置资产0.54881.00002.71830.3317存入银行0.30120.36791.00000.1394-4. 流转 判断矩阵一致性比例：0.0171; 对总目标的权重：0.3162; lambda_max：3.0178-流转兴建工厂购置资产存入银行Wi兴建工厂1.00001.82213.32010.5289购置资产0.54881.00002.71830.3317存入银行0.30120.36791.00000.1394-附录：判断矩阵标度定义实验五 应用AHP进行超市选址一、 实验目的1、学会根据具体问题建立AHP模型；2、学会应用Yaahp软件进行综合分析；3、能够根据数据分析结果解释具体问题。二、 实验要求1、超市选址问题描述：某超市连锁集团打算在上海D1、青岛D2、成都D3三地选择一个城市进行投资，经过专家分析得到影响超市选址的评价指标主要有市场吸引力B1、零售环境B2和竞争态势B3，其中评价市场吸引力的主要有投资成本C1、物流C2和协同效应C3三个指标，评价零售环境的主要有市场增长潜力C4、进入壁垒C5和人均零售额C6三个指标，评价竞争态势的主要有主要竞争对手C7、市场饱和度C8和网点密度C9三个指标，经过专家打分可以确定各判断矩阵如下表：A1B1B2B3B1C1C2C3B1153C1122B21/511/3C21/212B31/331C31/21/21B2C4C5C6B3C7C8C8C411/32C7147C5315C81/416C61/21/51C91/71/612、要求：(1) 在Yaahp中绘制选址问题的AHP评价模型；(2) 利用Yaahp计算各子指标层在整个评价体系中所占的权重系数；(3) 建立超市城市选址的评价体系（评价指标及权重分配、打分等级划分）3、如果经过专家进一步判断，得出方案层相对各子指标的评价矩阵如下:C1D1D2D3C2D1D2D3D1127D111/28D21/216D2219D31/71/61D31/81/91C3D1D2D3C4D1D2D3D1148D1147D21/416D21/416D31/81/61D31/71/61C5D1D2D3C6D1D2D3D1147D1122D21/416D21/212D31/71/61D31/21/21C7D1D2D3C8D1D2D3D1153D1137D21/511/3D21/316D31/331D31/71/61C9D1D2D3D1153D21/511/3D31/331利用Yaahp选择最优城市。三、 实验步骤1、确定超市选址问题的目标层、准则层和方案层；2、在在Yaahp中绘制选址问题的AHP评价模型；3、建立各级判断矩阵（注意要根据具体的评价尺度）；4、针对要求2利用Yaahp计算各子指标层在整个评价体系中所占的权重系数；5、针对要求3计算方案层各方案相对于目标层的权重系数，选择最优方案（若一致性判断不满足要求，可局部自行调整相应的判断矩阵）。四、实验结果：1.AHP图：2.最终结果备选方案权重上海D10.4902青岛D20.3400成都D30.16981. 超市选址 判断矩阵一致性比例：0.0000; 对总目标的权重：1.0000; lambda_max：3.0000超市选址市场吸引力零售环境B2竞争态势B3Wi市场吸引力1.00002.22551.49180.4718零售环境B20.44931.00000.67030.2120竞争态势B30.67031.49181.00000.31622. 市场吸引力 判断矩阵一致性比例：0.0043; 对总目标的权重：0.4718; lambda_max：3.0044市场吸引力投资成本C1物流C2协同效应C3Wi投资成本C11.00001.22141.22140.3786物流C20.81871.00001.22140.3314协同效应C30.81870.81871.00000.29003. 零售环境B2 判断矩阵一致性比例：0.0043; 对总目标的权重：0.2120; lambda_max：3.0044零售环境B2市场增长潜力C4进入壁垒C5人均零售额C6Wi市场增长潜力C41.00000.67031.22140.2976进入壁垒C51.49181.00002.22550.4745人均零售额C60.81870.44931.00000.22794. 竞争态势B3 判断矩阵一致性比例：0.0386; 对总目标的权重：0.3162; lambda_max：3.0401竞争态势B3网点密度C9市场饱和度C8竞争对手C7Wi网点密度C91.00001.82213.32010.5217市场饱和度C80.54881.00003.32010.3497竞争对手C70.30120.30121.00000.12865. 投资成本C1 判断矩阵一致性比例：0.0000; 对总目标的权重：0.1786; lambda_max：3.0000投资成本C1上海D1青岛D2成都D3Wi上海D11.00001.22143.32010.4717青岛D20.81871.00002.71830.3862成都D30.30120.36791.00000.14216. 物流C2 判断矩阵一致性比例：0.0171; 对总目标的权重：0.1563; lambda_max：3.0178物流C2上海D1青岛D2成都D3Wi上海D11.00001.22144.05520.4648青岛D20.81871.00004.95300.4349成都D30.24660.20191.00000.10037. 协同效应C3 判断矩阵一致性比例：0.0043; 对总目标的权重：0.1368; lambda_max：3.0044协同效应C3上海D1青岛D2成都D3Wi上海D11.00001.82214.05520.5503青岛D20.54881.00002.71830.3228成都D30.24660.36791.00000.12698. 市场增长潜力C4 判断矩阵一致性比例：0.0171; 对总目标的权重：0.0631; lambda_max：3.0178市场增长潜力C4上海D1青岛D2成都D3Wi上海D11.00001.82213.32010.5289青岛D20.54881.00002.71830.3317成都D30.30120.36791.00000.13949. 进入壁垒C5 判断矩阵一致性比例：0.0171; 对总目标的权重：0.1006; lambda_max：3.0178进入壁垒C5上海D1青岛D2成都D3Wi上海D11.00001.82213.32010.5289青岛D20.54881.00002.71830.3317成都D30.30120.36791.00000.139410. 人均零售额C6 判断矩阵一致性比例：0.0043; 对总目标的权重：0.0483; lambda_max：3.0044人均零售额C6上海D1青岛D2成都D3Wi上海D11.00001.22141.22140.3786青岛D20.81871.00001.22140.3314成都D30.81870.81871.00000.