第二章系統(tǒng)仿真的基本知識(shí)-物流系統(tǒng)仿真

1、第2章 系統(tǒng)仿真的基本知識(shí)系統(tǒng)仿真的基本概念系統(tǒng)、模型與系統(tǒng)仿真連續(xù)系統(tǒng)與離散事件系統(tǒng)離散事件系統(tǒng)的基本要素仿真鐘典型離散事件系統(tǒng)排隊(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)離散事件系統(tǒng)仿真的基本步驟2.1 系統(tǒng)仿真的基本概念2.1.1 系統(tǒng)、模型與系統(tǒng)仿真何謂系統(tǒng)？諸多元素，相互作用，有機(jī)結(jié)合系統(tǒng)范圍的劃分與研究的目標(biāo)有關(guān)模型跟系統(tǒng)有何關(guān)系？模型是系統(tǒng)的抽象表示，反映系統(tǒng)某些方面的本質(zhì)特征、反映系統(tǒng)內(nèi)部要素的關(guān)系、反映內(nèi)部要素與外部環(huán)境的關(guān)系。系統(tǒng)仿真建立系統(tǒng)的模型，在模型上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的方法2.1.2連續(xù)系統(tǒng)與離散事件系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間連續(xù)變化的系統(tǒng)。如溫控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等離散事件系統(tǒng)系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時(shí)

2、間離散狀態(tài)變化的系統(tǒng)。如生產(chǎn)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等離散系統(tǒng)原理離散系統(tǒng)模型輸入個(gè)體資源控制活動(dòng)系統(tǒng)輸出個(gè)體連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的區(qū)別區(qū)別時(shí)間基。連續(xù)-確定，離散-不確定。輸入變量和輸出變量。連續(xù)系統(tǒng)的輸入變量通常是確定的；離散事件系統(tǒng)的變量往往帶有隨機(jī)性。輸出變量與輸入變量情況相同。狀態(tài)變量。連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)變量一般也是連續(xù)變量；離散事件系統(tǒng)的狀態(tài)變量可能是非連續(xù)的，如倉(cāng)庫(kù)貨位的狀態(tài)是空或非空。狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)。連續(xù)系統(tǒng)存在一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)，可通過(guò)其推算出狀態(tài)變量的變化過(guò)程；離散事件系統(tǒng)則不存在狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)。狀態(tài)空間。2.1.3 離散系統(tǒng)基本概念及要素實(shí)例介紹例2.1 單人理發(fā)館系統(tǒng)：上午9：00開(kāi)門，下午

3、5：00關(guān)門，顧客到達(dá)時(shí)間一般是隨機(jī)的，為每個(gè)顧客服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)度也是隨機(jī)的。描述該系統(tǒng)的狀態(tài)是服務(wù)員的狀態(tài)（忙或閑）、顧客排隊(duì)等待的隊(duì)長(zhǎng)。 顯然，這些狀態(tài)變量的變化只能在離散的隨機(jī)時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生。類似的例子很多，如訂票系統(tǒng)、庫(kù)存系統(tǒng)、交通控制系統(tǒng)、加工制造系統(tǒng)等。離散系統(tǒng)基本概念及要素1. 系統(tǒng)變量：系統(tǒng)變量：描述系統(tǒng)特征的各種指標(biāo)或性能，常常隨時(shí)間的變描述系統(tǒng)特征的各種指標(biāo)或性能，常常隨時(shí)間的變化而變化?；兓?.2.參數(shù)：參數(shù)：表征各種系統(tǒng)變量的值。表征各種系統(tǒng)變量的值。 3.3.系統(tǒng)的狀態(tài)：系統(tǒng)的狀態(tài)：某個(gè)指定的時(shí)刻，系統(tǒng)中所有系統(tǒng)變量的值的某個(gè)指定的時(shí)刻，系統(tǒng)中所有系統(tǒng)變量的值的集合

4、。在模擬過(guò)程中，我們?cè)诓煌瑫r(shí)刻都要對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行集合。在模擬過(guò)程中，我們?cè)诓煌瑫r(shí)刻都要對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，這里系統(tǒng)的狀態(tài)是指系統(tǒng)中所有變量值的全體，而不是統(tǒng)計(jì)，這里系統(tǒng)的狀態(tài)是指系統(tǒng)中所有變量值的全體，而不是一部分變量的值。一部分變量的值。p 比如，理發(fā)館系統(tǒng)中系統(tǒng)狀態(tài)應(yīng)是在某一時(shí)刻系統(tǒng)中所有變量的值的比如，理發(fā)館系統(tǒng)中系統(tǒng)狀態(tài)應(yīng)是在某一時(shí)刻系統(tǒng)中所有變量的值的集合，包括理發(fā)員的狀態(tài)、排隊(duì)長(zhǎng)度、每一顧客的到達(dá)時(shí)間、對(duì)每一集合，包括理發(fā)員的狀態(tài)、排隊(duì)長(zhǎng)度、每一顧客的到達(dá)時(shí)間、對(duì)每一顧客的服務(wù)時(shí)間、模擬時(shí)鐘的值。顧客的服務(wù)時(shí)間、模擬時(shí)鐘的值。 因此，在模擬中一提到因此，在模擬中一提到“系統(tǒng)的狀

5、態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)”，總是指某一具，總是指某一具體時(shí)刻。在這一具體時(shí)刻，所有系統(tǒng)變量的值的集合就是系統(tǒng)體時(shí)刻。在這一具體時(shí)刻，所有系統(tǒng)變量的值的集合就是系統(tǒng)在這一時(shí)刻的狀態(tài)。在這一時(shí)刻的狀態(tài)。4.4.實(shí)體實(shí)體 系統(tǒng)中與研究目的有關(guān)的人、物、設(shè)備、設(shè)施等組成系統(tǒng)的系統(tǒng)中與研究目的有關(guān)的人、物、設(shè)備、設(shè)施等組成系統(tǒng)的元素稱為系統(tǒng)的元素稱為系統(tǒng)的“實(shí)體實(shí)體”。比如，理發(fā)員和顧客就是理發(fā)系統(tǒng)中。比如，理發(fā)員和顧客就是理發(fā)系統(tǒng)中的實(shí)體；飛機(jī)、跑道和信號(hào)燈則是飛機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)中的實(shí)體。的實(shí)體；飛機(jī)、跑道和信號(hào)燈則是飛機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)中的實(shí)體。 離散事件系統(tǒng)中，實(shí)體可分為兩大類：離散事件系統(tǒng)中，實(shí)體可分為兩大類：臨時(shí)實(shí)體和永久

6、實(shí)臨時(shí)實(shí)體和永久實(shí)體。體。在系統(tǒng)中只存在一段時(shí)間的實(shí)體叫臨時(shí)實(shí)體；這類實(shí)體由在系統(tǒng)中只存在一段時(shí)間的實(shí)體叫臨時(shí)實(shí)體；這類實(shí)體由系統(tǒng)外部到達(dá)系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)的作用，最終離開(kāi)系統(tǒng)。如要理系統(tǒng)外部到達(dá)系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)的作用，最終離開(kāi)系統(tǒng)。如要理發(fā)的顧客。發(fā)的顧客。 永久駐留在系統(tǒng)中的實(shí)體叫永久實(shí)體，如理發(fā)員是永久實(shí)體。永久駐留在系統(tǒng)中的實(shí)體叫永久實(shí)體，如理發(fā)員是永久實(shí)體。 臨時(shí)實(shí)體按一定規(guī)律不斷地到達(dá)，在永久實(shí)體作用下通過(guò)系統(tǒng)，最后臨時(shí)實(shí)體按一定規(guī)律不斷地到達(dá)，在永久實(shí)體作用下通過(guò)系統(tǒng)，最后離開(kāi)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的過(guò)程。如顧客。離開(kāi)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的過(guò)程。如顧客。 上述的定義并不是絕對(duì)的，

7、區(qū)分臨時(shí)實(shí)體與永久實(shí)上述的定義并不是絕對(duì)的，區(qū)分臨時(shí)實(shí)體與永久實(shí)體還要看所研究的目的。體還要看所研究的目的。 5.5.事件（一）事件（一） 在某個(gè)時(shí)刻，引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的行為，稱為一個(gè)事件。在某個(gè)時(shí)刻，引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的行為，稱為一個(gè)事件。不不引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的行為行為是不能成為是不能成為“事件事件”的。的。 在模擬技術(shù)中，只有那些可以改變系統(tǒng)狀態(tài)的在模擬技術(shù)中，只有那些可以改變系統(tǒng)狀態(tài)的行為行為才可以才可以稱為稱為“事件事件”。比如，在上述的理發(fā)館系統(tǒng)中，顧客的到達(dá)可。比如，在上述的理發(fā)館系統(tǒng)中，顧客的到達(dá)可以使系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化，使理發(fā)館系統(tǒng)的排隊(duì)長(zhǎng)度發(fā)生變化；以使系統(tǒng)的

8、狀態(tài)發(fā)生變化，使理發(fā)館系統(tǒng)的排隊(duì)長(zhǎng)度發(fā)生變化；或使理發(fā)員的狀態(tài)發(fā)生變化。因此，顧客的到達(dá)就是一個(gè)或使理發(fā)員的狀態(tài)發(fā)生變化。因此，顧客的到達(dá)就是一個(gè)“事事件件”。5.5.事件（二）事件（二） 在該系統(tǒng)中，如果是理發(fā)館的經(jīng)理到達(dá)，這一到達(dá)是不是事件呢？ 這就要看這一到達(dá)是否會(huì)引起系統(tǒng)狀態(tài)的變化。如果經(jīng)理的到達(dá)對(duì)理發(fā)員沒(méi)有影響，既不影響顧客的到達(dá)和離開(kāi)，也不影響服務(wù)員的服務(wù)質(zhì)量，則這一到達(dá)就不是“事件”。如果經(jīng)理的到達(dá)使理發(fā)員的工作速度加快，從而使被理發(fā)的顧客提前離開(kāi)，這就改變了系統(tǒng)狀態(tài)，因此經(jīng)理的到達(dá)也是系統(tǒng)的“事件”。 嚴(yán)格區(qū)分某一過(guò)程是否是事件，對(duì)于建立系統(tǒng)模型是十分重要的，因?yàn)槲覀儍H是對(duì)“事

9、件”的那些過(guò)程進(jìn)行模擬和統(tǒng)計(jì)，而對(duì)不是“事件”的過(guò)程不須考慮。 6.6.活動(dòng)活動(dòng) 指實(shí)體持續(xù)了一段時(shí)間的行為?；顒?dòng)的開(kāi)始或結(jié)束指實(shí)體持續(xù)了一段時(shí)間的行為?；顒?dòng)的開(kāi)始或結(jié)束的瞬間都是事件。的瞬間都是事件。 活動(dòng)通常用于表示兩個(gè)可以區(qū)分的事件之間的過(guò)活動(dòng)通常用于表示兩個(gè)可以區(qū)分的事件之間的過(guò)程，它標(biāo)志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。如理發(fā)系統(tǒng)中，顧客程，它標(biāo)志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。如理發(fā)系統(tǒng)中，顧客的到達(dá)事件與該顧客開(kāi)始接受服務(wù)事件這一過(guò)程可稱的到達(dá)事件與該顧客開(kāi)始接受服務(wù)事件這一過(guò)程可稱為一個(gè)為一個(gè)“活動(dòng)活動(dòng)”。它使系統(tǒng)中服務(wù)員的狀態(tài)發(fā)生變化。它使系統(tǒng)中服務(wù)員的狀態(tài)發(fā)生變化或使顧客等待的隊(duì)列發(fā)生變化；同樣，顧客開(kāi)

10、始接受或使顧客等待的隊(duì)列發(fā)生變化；同樣，顧客開(kāi)始接受服務(wù)到該顧客被服務(wù)完畢離開(kāi)系統(tǒng)，這一過(guò)程也可以服務(wù)到該顧客被服務(wù)完畢離開(kāi)系統(tǒng)，這一過(guò)程也可以看作是一個(gè)看作是一個(gè)“活動(dòng)活動(dòng)”。7.7.進(jìn)程進(jìn)程 進(jìn)程由若干事件及若干活動(dòng)組成，一個(gè)進(jìn)程描述了它所包含的事件及活動(dòng)間的相互邏輯關(guān)系及時(shí)序關(guān)系。 如理發(fā)系統(tǒng)中，一個(gè)顧客到達(dá)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)排隊(duì)，直到服務(wù)員為其服務(wù)完畢后離開(kāi)系統(tǒng)可稱為一個(gè)進(jìn)程。事件、活動(dòng)、進(jìn)程三者之間的關(guān)系表示如下：排隊(duì)活動(dòng)服務(wù)活動(dòng)事件、活動(dòng)、進(jìn)程三者之間的關(guān)系進(jìn)程顧客到達(dá)事件服務(wù)開(kāi)始事件服務(wù)結(jié)束事件8.8.仿真時(shí)鐘仿真時(shí)鐘 仿真時(shí)鐘的時(shí)間是仿真模型中的時(shí)間指示，它代表仿真模型運(yùn)行的真實(shí)時(shí)間，

11、并不是仿真運(yùn)行過(guò)程所占用的計(jì)算機(jī)的CPU時(shí)間。不同仿真系統(tǒng)的時(shí)間單位是不同的，對(duì)排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，其時(shí)間單位可能是分鐘，而對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的仿真，隨機(jī)離散事件的發(fā)生時(shí)間可能是以月或年來(lái)表示的。 模擬模型中表示時(shí)間的變量稱為“模擬時(shí)鐘”。模擬時(shí)鐘與一般時(shí)鐘是不同的，模擬時(shí)鐘是給模型的模擬過(guò)程記時(shí)的，因此它走的快慢是由模型所確定的時(shí)間單位和記時(shí)辦法來(lái)決定的。 在離散事件系統(tǒng)仿真中有兩種不同的時(shí)鐘推進(jìn)方式：面向事件的仿真時(shí)鐘（變步長(zhǎng)推進(jìn)法）和面向時(shí)間間隔的仿真時(shí)鐘（固定步長(zhǎng)推進(jìn)法）。（1）面向事件的仿真時(shí)鐘（變步長(zhǎng)推進(jìn)法） 在這種方式下，仿真時(shí)鐘并不是連續(xù)地向前推進(jìn)，而是按照下一個(gè)事件預(yù)計(jì)將要發(fā)生的

12、時(shí)刻，以不等距的時(shí)間間隔向前推進(jìn)。也就是說(shuō)，模擬時(shí)鐘并不是一分一秒地運(yùn)行的，而是以某個(gè)事件的發(fā)生來(lái)驅(qū)動(dòng)的；仿真時(shí)鐘每次都跳躍性的推進(jìn)到下一事件發(fā)生的時(shí)刻。（2）面向時(shí)間間隔的仿真時(shí)鐘（固定步長(zhǎng)推進(jìn)法） 在這種方式下，首先要根據(jù)模型的特點(diǎn)確定時(shí)間單位，仿真時(shí)鐘按很小的時(shí)間區(qū)間等距推進(jìn)，每次推進(jìn)都要掃描所有的活動(dòng)，以檢查在這時(shí)間區(qū)間內(nèi)是否有事件發(fā)生，若有事件發(fā)生則記錄這一時(shí)間區(qū)間，從而得到有關(guān)事件的時(shí)間參數(shù)。這種推進(jìn)方式要求每次推進(jìn)都要掃描所有正在執(zhí)行的活動(dòng)。9.統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器 離散事件系統(tǒng)的狀態(tài)，隨著事件的不斷發(fā)生也呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，只做一次獨(dú)立運(yùn)行是不能說(shuō)明問(wèn)題的，要獨(dú)立重復(fù)運(yùn)行多次。

13、為此，需要有一個(gè)統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)部件，以便統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中的有關(guān)變量。對(duì)例2.1的進(jìn)一步說(shuō)明（一） 上述的例2.1是一個(gè)典型的排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)如圖所示：顧客總體排隊(duì)等待服務(wù)員 在這個(gè)系統(tǒng)中，假設(shè)顧客總體是無(wú)限的，也就是說(shuō)，如果一個(gè)顧客離開(kāi)顧客總體，并不會(huì)改變其它顧客的到達(dá)率； 顧客一旦進(jìn)入等待隊(duì)列，他們一定最終能夠得到服務(wù)； 服務(wù)時(shí)間是按一定概率分布的隨機(jī)長(zhǎng)度； 系統(tǒng)的容量是無(wú)限的；對(duì)例2.1的進(jìn)一步說(shuō)明（二） 被服務(wù)的規(guī)則是按到達(dá)的次序，由一個(gè)服務(wù)員對(duì)顧客進(jìn)行服務(wù)，遵循著先到先服務(wù)的次序，通常稱為FIFO(First In First Out)，即先進(jìn)先出。 到達(dá)和服務(wù)的描述是由到達(dá)時(shí)間間

14、隔分布和服務(wù)時(shí)間分布來(lái)描述的，整個(gè)系統(tǒng)顧客的平均到達(dá)率必須小于最大的服務(wù)率，否則等待隊(duì)列將無(wú)限增長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)的研究意義不大。 事件是引起系統(tǒng)狀態(tài)瞬時(shí)變化的情況的集合，在這一簡(jiǎn)單排隊(duì)系統(tǒng)中，有兩個(gè)可能的事件會(huì)影響系統(tǒng)的狀態(tài)。這兩個(gè)事件是：顧客進(jìn)入系統(tǒng)，即到達(dá)事件；顧客被服務(wù)完畢，即離開(kāi)事件。系統(tǒng)包括服務(wù)員、被服務(wù)的顧客及顧客等待隊(duì)列等。對(duì)例2.1的進(jìn)一步說(shuō)明（三） 離開(kāi)事件的模擬處理方法為：離開(kāi)事件服務(wù)員由忙變閑下一顧客離開(kāi)隊(duì)列進(jìn)入服務(wù)臺(tái)服務(wù)員開(kāi)始對(duì)這一顧客服務(wù)有其他顧客等待否？是否對(duì)例2.1的進(jìn)一步說(shuō)明（四） 隊(duì)列狀態(tài)不空空服務(wù)員狀態(tài)忙可能不可能閑不可能可能 服務(wù)員對(duì)一個(gè)顧客服務(wù)完成后，服務(wù)員可

15、能由“忙”的狀態(tài)變?yōu)椤伴e”的狀態(tài)，或繼續(xù)為下一個(gè)顧客進(jìn)行服務(wù)仍然是“忙”的狀態(tài)。服務(wù)員的“忙”、“閑”狀態(tài)對(duì)應(yīng)于隊(duì)列的“空”、“不空”狀態(tài)的關(guān)系可以表示為： 若隊(duì)列不空，下一顧客進(jìn)入服務(wù)臺(tái)，服務(wù)員將處于“忙”的狀態(tài)，這是一可能的情形；若隊(duì)列不空，而使服務(wù)員處于“閑”的狀態(tài)是不可能的。若隊(duì)列空，服務(wù)員將在完成一個(gè)服務(wù)后處于“忙”的狀態(tài)，這是不可能的情形；若隊(duì)列是空的，當(dāng)一個(gè)服務(wù)完成而使服務(wù)員處于“閑”的狀態(tài)是可能的。對(duì)例2.1的進(jìn)一步說(shuō)明（五） 到達(dá)事件顧客被服務(wù)顧客進(jìn)入隊(duì)列等待服務(wù)服務(wù)員忙否？是否 下面說(shuō)明顧客的到達(dá)事件，顧客進(jìn)入系統(tǒng)首先根據(jù)服務(wù)員的狀態(tài)，決定是進(jìn)入隊(duì)列等待還是直接被服務(wù)。其流

16、程用下圖表示：離散事件系統(tǒng)仿真排隊(duì)系統(tǒng)舉例儲(chǔ)戶等待存錢、顧客等待理發(fā)、等待裝運(yùn)的貨物等組成到達(dá)模式臨時(shí)實(shí)體的到達(dá)規(guī)律，一般是個(gè)統(tǒng)計(jì)量服務(wù)模式服務(wù)者的數(shù)量；服務(wù)時(shí)間。服務(wù)時(shí)間一般是個(gè)統(tǒng)計(jì)量排隊(duì)規(guī)則服務(wù)者對(duì)下一個(gè)臨時(shí)實(shí)體進(jìn)行服務(wù)的選取規(guī)則例如：例如某路公共車到達(dá)站點(diǎn)的例如：例如某路公共車到達(dá)站點(diǎn)的間間隔時(shí)間隔時(shí)間Tuniform(8,12)；相鄰儲(chǔ)戶；相鄰儲(chǔ)戶到達(dá)銀行的間隔時(shí)間到達(dá)銀行的間隔時(shí)間Tnegexp(10)例如：有例如：有兩個(gè)兩個(gè)理發(fā)師，為男士理發(fā)師，為男士理發(fā)的理發(fā)的時(shí)間時(shí)間Tnormal(15,3)，為女士理發(fā)的時(shí)間為女士理發(fā)的時(shí)間Tnormal(40,10)例如：柜臺(tái)對(duì)儲(chǔ)戶的選取為

17、例如：柜臺(tái)對(duì)儲(chǔ)戶的選取為FIFO；堆垛機(jī)對(duì)單向貨架上貨物的選取為堆垛機(jī)對(duì)單向貨架上貨物的選取為L(zhǎng)IFO；急診室對(duì)病人的選取為病情；急診室對(duì)病人的選取為病情嚴(yán)重優(yōu)先；機(jī)修員對(duì)螺絲的選取為嚴(yán)重優(yōu)先；機(jī)修員對(duì)螺絲的選取為any例：?jiǎn)畏?wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真（P19）一個(gè)只有一個(gè)服務(wù)窗口的銀行服務(wù)系統(tǒng)，每天8小時(shí)工作制。所有到達(dá)的客戶都在這個(gè)服務(wù)窗口前排隊(duì)，等待處理銀行業(yè)務(wù)。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，顧客到達(dá)銀行間隔時(shí)間出現(xiàn)的概率為 每個(gè)顧客被服務(wù)時(shí)間的概率為仿真30天，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)顧客到達(dá)、等待和被服務(wù)的情況，以及銀行工作人員忙閑情況。間隔間隔時(shí)間時(shí)間12345678概率0.1250.1250.1250.1250.1250.

18、1250.1250.125服務(wù)服務(wù)時(shí)間時(shí)間0-11-22-33-44-55-6概率0.10.20.30.250.100.051、排隊(duì)系統(tǒng)建模（1）排隊(duì)系統(tǒng)的基本參數(shù) 顧客源-有限/無(wú)限 到達(dá)模式-臨時(shí)實(shí)體到達(dá)的規(guī)則、到達(dá)間隔及分布 服務(wù)機(jī)構(gòu)-服務(wù)臺(tái)數(shù)量、服務(wù)時(shí)間及分布 服務(wù)規(guī)則-選擇下一個(gè)被服務(wù)實(shí)體的原則 排隊(duì)系統(tǒng)臨 時(shí) 實(shí) 體服 務(wù) 機(jī) 構(gòu)排 隊(duì) 顧客源（臨時(shí)實(shí)體總體） 有限顧客源：在設(shè)定的仿真時(shí)間段內(nèi)，顧客的數(shù)量是確定的，顧客的到來(lái)率與已到達(dá)顧客的數(shù)量有關(guān)。如按計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)。 無(wú)限顧客源：顧客的數(shù)量不確定，顧客的到來(lái)率與已到達(dá)顧客的數(shù)量無(wú)關(guān)。 到達(dá)模式 平均到達(dá)時(shí)間間隔 T 平均到達(dá)速率

19、到達(dá)時(shí)間變化系數(shù) s-到達(dá)時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)差如果 接近1 可以用指數(shù)分布，如果比1小的多用泊松分布或愛(ài)爾朗分布 T1TS /排隊(duì)系統(tǒng) 到達(dá)模式可分為： 單個(gè)和成批 確定型和隨機(jī)型 平穩(wěn)型和非平穩(wěn)型 服務(wù)機(jī)構(gòu) 平均服務(wù)時(shí)間T /平均服務(wù)速率V s-服務(wù)時(shí)間大于T概率 單服務(wù)臺(tái)/多服務(wù)臺(tái) 并列/串列 服務(wù)時(shí)間-確定/隨機(jī)排隊(duì)系統(tǒng) 服務(wù)規(guī)則 FIFO-iobuffer LIFO-iobuffer 隨機(jī)服務(wù)-buffer 優(yōu)先權(quán)服務(wù)-sorter 多服務(wù)臺(tái)時(shí)，單隊(duì)/多隊(duì)/換隊(duì)（2）排隊(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)（本質(zhì)） 系統(tǒng)中等待客戶數(shù)（隊(duì)長(zhǎng)） 平均等待時(shí)間 平均服務(wù)時(shí)間和服務(wù)臺(tái)的數(shù)量 系統(tǒng)的服務(wù)效率（顧客在系統(tǒng)中

20、平均滯留時(shí)間）排隊(duì)系統(tǒng)Flexsim建立仿真模型下面使用Flexsim5.0版軟件建立模型，其中發(fā)生器代表顧客到達(dá)率的一個(gè)表示，傳送帶代表顧客排隊(duì)的情況（傳送帶上有貨物停滯代表服務(wù)過(guò)程有排隊(duì)的現(xiàn)象），處理器代表銀行服務(wù)柜臺(tái)，吸收器代表顧客業(yè)務(wù)的接收。仿真結(jié)果分析（一）服務(wù)窗口隊(duì)列情況仿真結(jié)果分析（二）服務(wù)人員工作情況2、庫(kù)存系統(tǒng)建模（1）庫(kù)存系統(tǒng)的基本參數(shù) 需求速率-隨機(jī) 庫(kù)存量 平均庫(kù)存、最高庫(kù)存、最低庫(kù)存 訂貨量 訂貨提前期-隨機(jī) 庫(kù)存費(fèi)用 庫(kù)存狀態(tài)補(bǔ)充需求庫(kù)存系統(tǒng)離散事件系統(tǒng)仿真：庫(kù)存系統(tǒng) （2）庫(kù)存系統(tǒng)的類型 確定型和隨機(jī)型 無(wú)缺貨、零提前期 有提前期、允許缺貨 非瞬時(shí)到貨 數(shù)量折扣等

21、 (3) 庫(kù)存系統(tǒng)仿真的目的 用仿真的方法一般不能直接得到使庫(kù)存費(fèi)用最小的訂貨批量和訂貨周期，它只能對(duì)給定的多組參數(shù)，評(píng)價(jià)哪一種更好，或采用試算和人機(jī)交互的方法求最優(yōu)解。庫(kù)存系統(tǒng)舉例 某公司生產(chǎn)某種產(chǎn)品批量為200件，可在一天完成，生產(chǎn)每批產(chǎn)品的準(zhǔn)備成本為1000元，每件產(chǎn)品每天的存儲(chǔ)成本為1元，假設(shè)該產(chǎn)品每天的需求符合在區(qū)間（20，40）之間的均勻分布。最初該產(chǎn)品的初始庫(kù)存量為90件，用仿真的方法來(lái)分析100天內(nèi)該產(chǎn)品的累積生產(chǎn)量和累積庫(kù)存量的變動(dòng)情況。庫(kù)存系統(tǒng)用EXCEL軟件建立模型并求解離散系統(tǒng)建模研究現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代，哈佛大學(xué)Y.C.Ho 教授首先對(duì)離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(Distri

22、buted Event Dynamic System, DEDS) 進(jìn)行研究 主要研究成果: Petri 網(wǎng)絡(luò)模型 過(guò)程代數(shù)模型 時(shí)序邏輯模型 排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型等 存在的問(wèn)題 每種模型只能解決某一類問(wèn)題 不夠?qū)嵱?在建模方法研究同時(shí)，更注重建模程序和建模工具的研究 離散系統(tǒng)仿真模型離散事件系統(tǒng)仿真的基本步驟1、確定仿真目標(biāo)利潤(rùn)、成本、最大流程時(shí)間、消除瓶頸2、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)或幾何參數(shù)，如自動(dòng)化立體倉(cāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)或幾何參數(shù)，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的平面布局、設(shè)備組成、存放的物品形狀、尺寸等靜態(tài)參數(shù)。庫(kù)的平面布局、設(shè)備組成、存放的物品形狀、尺寸

23、等靜態(tài)參數(shù)。系統(tǒng)工藝參數(shù)：描述了系統(tǒng)運(yùn)行的工藝流程以及各流程之間的相互系統(tǒng)工藝參數(shù)：描述了系統(tǒng)運(yùn)行的工藝流程以及各流程之間的相互邏輯關(guān)系，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)每種工件入出庫(kù)經(jīng)過(guò)的設(shè)備、工序，邏輯關(guān)系，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)每種工件入出庫(kù)經(jīng)過(guò)的設(shè)備、工序，在每個(gè)工序滯留的時(shí)間等。在每個(gè)工序滯留的時(shí)間等。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)：描述了系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)變化著的一些參數(shù)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)：描述了系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)變化著的一些參數(shù)，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)、運(yùn)輸機(jī)的加速度、速度，出入庫(kù)物品如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)、運(yùn)輸機(jī)的加速度、速度，出入庫(kù)物品的到達(dá)間隔時(shí)間，運(yùn)輸車的裝卸時(shí)間等。的到達(dá)間隔時(shí)間，運(yùn)輸車的裝卸時(shí)間等。系統(tǒng)邏輯參數(shù)：描述了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中各種流程和作業(yè)之間的邏輯系統(tǒng)邏輯參數(shù)：描述了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中各種流程和作業(yè)之間的邏輯關(guān)系，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)關(guān)系，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)3個(gè)方向運(yùn)行之間的互鎖關(guān)系、個(gè)方向運(yùn)行之間的互鎖關(guān)系、運(yùn)輸機(jī)與堆垛機(jī)之間的銜接關(guān)系、立庫(kù)與分揀系統(tǒng)運(yùn)作之間的時(shí)序運(yùn)輸機(jī)與堆垛機(jī)之間的銜接關(guān)系、立庫(kù)與分揀系統(tǒng)運(yùn)作之間的時(shí)序關(guān)系等。邏輯參數(shù)還包括各種優(yōu)先級(jí)的約定、排隊(duì)規(guī)則的設(shè)定、各關(guān)系等。邏輯參數(shù)還包括各種優(yōu)先級(jí)的約定、排隊(duì)規(guī)則的設(shè)定、各種