物流系統(tǒng)仿真技術(shù)課件

物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術(shù)包裝與印刷工程學(xué)院李光物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術(shù)包裝與印刷工程學(xué)院1內(nèi)容5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.2物流系統(tǒng)模型與計(jì)算機(jī)仿真軟件5.3計(jì)算機(jī)仿真在物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用內(nèi)容5.1物流系統(tǒng)仿真概述25.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念5.1.2物流系統(tǒng)仿真的類型5.1.3物流系統(tǒng)仿真的作用5.1.3物流系統(tǒng)仿真的方法5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念35.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？仿真是一種模仿行為，模仿現(xiàn)有系統(tǒng)或未來系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。海灣戰(zhàn)爭以后，美軍公布了在軍事上戰(zhàn)勝伊拉克過程中，采用系統(tǒng)仿真輔助作戰(zhàn)的成功案例。美國總統(tǒng)辦公室和國防部從1992年以來，一直將“建模與仿真”列入優(yōu)先發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)。5.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？4從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：在對一個(gè)已經(jīng)存在或尚不存在的系統(tǒng)進(jìn)行研究的過程中，為了解系統(tǒng)的內(nèi)在特性，必須進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)；由于一些原因（未存在，危險(xiǎn)性大，或者成本高昂），無法在原系統(tǒng)上直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只能設(shè)法建立既能反映系統(tǒng)特征又能滿足系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)要求的系統(tǒng)模型，然后在該模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到了解或設(shè)計(jì)系統(tǒng)的目的。從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：5從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：利用計(jì)算機(jī)來運(yùn)行仿真模型，模仿實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及其隨時(shí)間的變化情況，并通過對仿真過程的觀察和統(tǒng)計(jì)，得到仿真模型的輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計(jì)和推斷實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)性能。從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：6所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過程的、且具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及7系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無法通過建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，仿真技術(shù)能有效地來處理。(2)仿真是一種人為的試驗(yàn)手段。仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際環(huán)境，而是在實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型，以及相應(yīng)的“人造”環(huán)境下進(jìn)行的。(3)仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演變及其發(fā)展過程。系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤8系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實(shí)驗(yàn)”手段，它為一些復(fù)雜系統(tǒng)創(chuàng)造了一種計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使系統(tǒng)的未來性能和長期整體特性，能在極短的時(shí)間內(nèi)在計(jì)算機(jī)上得到估計(jì)、驗(yàn)證和結(jié)論。（2）仿真模型通常具有面向?qū)嶋H過程或?qū)嶋H問題的特征，它可以反映系統(tǒng)中主要事物間的邏輯關(guān)系和數(shù)學(xué)關(guān)系。系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實(shí)驗(yàn)”手段，它為一9（3）仿真的輸出結(jié)果是在仿真運(yùn)行過程（即仿真實(shí)驗(yàn)過程）中，對系統(tǒng)行為和系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)值進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)而得到的。這種計(jì)算和統(tǒng)計(jì)是由仿真軟件實(shí)現(xiàn)的。（4）復(fù)雜系統(tǒng)仿真往往需要考慮隨機(jī)因素的影響，每一次模型的仿真運(yùn)行只是對系統(tǒng)行為的一次隨機(jī)抽樣，因此，一個(gè)完整的仿真實(shí)驗(yàn)往往由仿真模型的多次獨(dú)立重復(fù)運(yùn)行組成。所得到的仿真結(jié)果也只是對真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行具有一定樣本量的仿真實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)樣本。因此，需要通過必要的統(tǒng)計(jì)處理，才能得出對真實(shí)系統(tǒng)的性能的估計(jì)。（3）仿真的輸出結(jié)果是在仿真運(yùn)行過程（即仿真實(shí)驗(yàn)過程）中，對10系統(tǒng)仿真的缺點(diǎn)（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實(shí)驗(yàn)只能給出實(shí)際問題的一個(gè)可行解，如果要獲得問題的最優(yōu)解，需要對多種備選方案逐一實(shí)驗(yàn)，因此具有枚舉法的弱點(diǎn)。（2）仿真建模是直接面向問題的建模過程，對于同一個(gè)問題，由于建模人員的素質(zhì)或風(fēng)格上的差異或?qū)栴}了解的深度不同，往往會(huì)構(gòu)造出迥然不同的仿真模型，其運(yùn)行結(jié)果自然也會(huì)有差異。系統(tǒng)仿真的缺點(diǎn)（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實(shí)11按系統(tǒng)狀態(tài)是否變化靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)投針試驗(yàn)理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)的變化與時(shí)間的關(guān)系連續(xù)型系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間連續(xù)變化離散型系統(tǒng)：系統(tǒng)狀態(tài)僅在某些時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化按有無隨機(jī)過程確定型系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出取決與輸入隨機(jī)型系統(tǒng)：包含隨機(jī)因素的系統(tǒng)物流系統(tǒng)仿真主要研究動(dòng)態(tài)離散隨機(jī)排隊(duì)系統(tǒng)5.1.2系統(tǒng)仿真的類型按系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)投針試驗(yàn)理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)連續(xù)型系統(tǒng)12還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、蒙特卡洛法等。還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效13系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術(shù)，研究對象主要是復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，以及一些可以用一階微分方程組描述的系統(tǒng)。通過建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖、因果關(guān)系圖、流圖等)、利用DYNAMO仿真語言在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對真實(shí)系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，從而研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術(shù)，研究對象主要是復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)14蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方法，是一種基于“隨機(jī)數(shù)”的計(jì)算方法。這一方法源于美國在第二次世界大戰(zhàn)研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”。該計(jì)劃的主持人之一、數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼用馳名世界的賭城，摩納哥的MonteCarlo，來命名這種方法，為它蒙上了一層神秘色彩。蒙特卡洛法是基于概率論的隨機(jī)抽樣的計(jì)算方法，可以解決如下兩類的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)問題：蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方15問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％，問一輪中射中7箭的概率為多少？問題二：有一銀行營業(yè)點(diǎn)打算添置一臺(tái)自動(dòng)存取款機(jī)（12小時(shí)服務(wù)），顧客按一定的間隔時(shí)間到來，排隊(duì)接受服務(wù)，先來者先用，后來者后用，顧客不愿在隊(duì)列中等待太久，否則會(huì)離去。管理人員想了解等待時(shí)間超過3分鐘的顧客的比例為多少，若該比例太大，則考慮再增設(shè)一臺(tái)機(jī)器。問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％16問題一的求解方法：1.產(chǎn)生均勻分布隨機(jī)數(shù)0.00～0.99（100個(gè)），某個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的概率相等。若產(chǎn)生1000個(gè)這樣的數(shù)，則（1）數(shù)值為0.00～0.24大約會(huì)有250個(gè)，比例大約為0.25；（2）數(shù)值為0.25～0.99大約會(huì)有750個(gè)，比例大約為0.75。問題一的求解方法：172.以每產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表射1箭，若產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)小于0.25，則代表擊中靶心，如果產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)大于或等于0.25，則表示沒有擊中靶心。若實(shí)驗(yàn)的次數(shù)很多（遠(yuǎn)大于1000），則擊中靶心的頻率接近于25％。若實(shí)驗(yàn)的次數(shù)無限多，則擊中靶心的概率等于25％。2.以每產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表射1箭，若產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)小于0.2183.確定一輪中擊中7箭的概率（1）每輪由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生10個(gè)均勻分布的隨機(jī)數(shù)Ni（i=1，2，3，…10），代表射10箭；（2）其中若Ni小于0.25為擊中，記下該輪中擊中的次數(shù)；（3）重復(fù)(1)―(2)步，進(jìn)行K輪實(shí)驗(yàn)；（4）找出K輪中所有每輪擊中7次的總輪數(shù)M，則K輪中每輪擊中7箭的頻率為M/K，若K趨向無窮大時(shí)，M/K為每輪擊中7箭的概率。3.確定一輪中擊中7箭的概率19問題二的求解方法：1.模擬過程顧客到達(dá)排隊(duì)→使用存取款機(jī)→顧客離開2.調(diào)查數(shù)據(jù)觀察100位顧客到達(dá)間隔時(shí)間和使用機(jī)器的持續(xù)時(shí)間，得到如下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：問題二的求解方法：1.模擬過程2.調(diào)查數(shù)據(jù)203.產(chǎn)生均勻分布的二組隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生0.00-0.99間隔兩組均勻分布的隨機(jī)數(shù)。一組用于模擬顧客到達(dá)間隔時(shí)間，另一組模擬顧客用機(jī)時(shí)間。由第一組產(chǎn)生的一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表當(dāng)前到達(dá)存取款機(jī)的一位顧客。如：隨機(jī)數(shù)的值為0.70，通過表2.2-1，可以確定所模擬的該顧客到達(dá)的時(shí)間與前一位顧客到達(dá)時(shí)的間隔時(shí)間為5分鐘。由第二組產(chǎn)生的一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表正在使用存取款機(jī)的一位顧客。如：隨機(jī)數(shù)的值為0.90，通過表2.2-2，可以確定所模擬的該顧客使用存取款機(jī)的時(shí)間為4分鐘。3.產(chǎn)生均勻分布的二組隨機(jī)數(shù)214.手工模擬步驟與結(jié)果（假設(shè)模擬開始時(shí)間為0）顧客編號(hào)到達(dá)間隔隨機(jī)數(shù)間隔時(shí)間用機(jī)時(shí)間隨機(jī)數(shù)用機(jī)時(shí)間到達(dá)時(shí)間開始使用時(shí)間離開時(shí)間等待時(shí)間10.5740.502446020.0310.8945610130.9590.311141415040.3830.80317172004.手工模擬步驟與結(jié)果（假設(shè)模擬開始時(shí)間為0）顧客到達(dá)間隔間225.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實(shí)驗(yàn)的過程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過程。尤其是對一些復(fù)雜的隨機(jī)問題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。(2)對一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對象系統(tǒng)，可通過仿真模型來順利地解決預(yù)測、分析和評價(jià)等系統(tǒng)問題。5.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實(shí)驗(yàn)的過程，而23(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分析。(4)通過系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問題，以便及時(shí)解決。(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分245.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計(jì)算機(jī)仿真的過程計(jì)算機(jī)仿真的三項(xiàng)基本要素是：系統(tǒng)、模型和計(jì)算機(jī)，三者之間的關(guān)系如圖5-1所示。而聯(lián)系這三個(gè)要素的基本活動(dòng)是：模型設(shè)計(jì)、模型實(shí)現(xiàn)和仿真實(shí)驗(yàn)，仿真過程三項(xiàng)基本活動(dòng)之間的關(guān)系如圖5-2所示。5.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計(jì)算機(jī)仿真的過程25系統(tǒng)模型計(jì)算機(jī)圖5-1仿真三要素關(guān)系圖圖5-2仿真的三項(xiàng)基本活動(dòng)對象系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)仿真模型數(shù)學(xué)模型模型實(shí)現(xiàn)模擬電路軟件編程仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評估系統(tǒng)模型計(jì)算機(jī)圖5-1仿真三要素關(guān)系圖圖5-2仿真的三項(xiàng)26（1）建模階段在這一階段，通常是先分塊建立子系統(tǒng)的模型。若為數(shù)學(xué)模型則需要進(jìn)行模型變換，即把數(shù)學(xué)模型變?yōu)榭梢栽诜抡嬗?jì)算機(jī)上運(yùn)行的模型，并對其進(jìn)行初步的校驗(yàn)；若為物理模型，需要在功能與性能上覆蓋系統(tǒng)的對應(yīng)部分。然后根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，將子系統(tǒng)的模型進(jìn)一步集成為全系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?）建模階段27（2）模型加載階段在這一階段，利用仿真軟件將仿真模型輸入計(jì)算機(jī)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡闹贫▽?shí)驗(yàn)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)大綱，在計(jì)劃和大綱的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)一個(gè)好的流程，選定待測量變量和相應(yīng)的測量點(diǎn)，以及適合的測量儀表。（2）模型加載階段28（3）仿真實(shí)驗(yàn)階段在這一階段，轉(zhuǎn)入模型運(yùn)行，即進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并記錄結(jié)果。（3）仿真實(shí)驗(yàn)階段29（4）結(jié)果分析階段在這一階段，需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行去粗取精、去偽存真的科學(xué)分析，并根據(jù)分析結(jié)果做出正確的判斷和決策。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果反映的是仿真模型系統(tǒng)的行為，這種行為能否代表實(shí)際系統(tǒng)的行為，由仿真用戶或熟悉系統(tǒng)領(lǐng)域的專家來判定。如果得到認(rèn)可，則可以轉(zhuǎn)入文檔處理，否則，需要返回建模和模型實(shí)驗(yàn)階段查找原因，或修改模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)，或檢查實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)方法，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直到獲得滿意結(jié)果。（4）結(jié)果分析階段302.仿真算法和仿真軟件1）仿真算法（1）集中參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（2）分布參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（3）離散事件系統(tǒng)數(shù)字仿真算法2.仿真算法和仿真軟件312）仿真軟件仿真軟件可提供基本的功能元素，使仿真的編程工作大大簡化，常見的有Automod、Witness、eM-Plant、Flexim、Racl等。2）仿真軟件323.仿真結(jié)果的處理根據(jù)流程運(yùn)行結(jié)果，進(jìn)行系統(tǒng)是否存在“瓶頸”，流程是否暢通，物流量是否能滿足要求。如果結(jié)果不理想，要根據(jù)相應(yīng)的原因，調(diào)整方案或者改變參數(shù)，直至滿足物流系統(tǒng)的需求。3.仿真結(jié)果的處理335.2物流系統(tǒng)模型與計(jì)算機(jī)仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型5.2.2計(jì)算機(jī)仿真軟件5.2物流系統(tǒng)模型與計(jì)算機(jī)仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型345.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法1）物流系統(tǒng)建模的原則（1）模型的研究目標(biāo)要有針對性。（2）模型的層次邏輯要清晰明確。（3）模型選取的精度要適當(dāng)可靠。（4）模型要保證仿真試驗(yàn)的可行性。（5）盡量使用標(biāo)準(zhǔn)模型和標(biāo)準(zhǔn)接口。5.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法352）物流系統(tǒng)建模的思路（1）對于結(jié)構(gòu)與特性相對比較清楚的物流系統(tǒng)，比較容易建立精確數(shù)學(xué)模型進(jìn)行系統(tǒng)描述。（2）對于結(jié)構(gòu)比較清楚，而系統(tǒng)特性不太明確的物流系統(tǒng)，采用邏輯圖方式建立模型。2）物流系統(tǒng)建模的思路36（3）對于結(jié)構(gòu)與特性都不很清楚，且又不能直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察的物流系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行建模。（4）當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)不太清楚、缺乏足夠的數(shù)據(jù)，且無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)，采用定性定量的啟發(fā)式方法及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法等建模。（3）對于結(jié)構(gòu)與特性都不很清楚，且又不能直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察的物372.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型確定性庫存系統(tǒng)：解析方法；隨機(jī)性庫存系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)仿真。2.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型38庫存控制中的基本經(jīng)濟(jì)訂購批量模型EOQ：其中：-最佳訂購批量；-該物資在T時(shí)間內(nèi)的總需求量；-每批次物資訂購費(fèi)用；-單位物資存儲(chǔ)費(fèi)用；-特定的存儲(chǔ)時(shí)間。庫存控制中的基本經(jīng)濟(jì)訂購批量模型EOQ：392）典型排隊(duì)問題模型排隊(duì)論是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)分支，也被稱為隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論。排隊(duì)論主要研究各種系統(tǒng)的排隊(duì)隊(duì)長、排隊(duì)等待時(shí)間及所提供服務(wù)等參數(shù)，以便求得更好的服務(wù)。研究排隊(duì)問題實(shí)質(zhì)上就是研究如何平衡等待時(shí)間與服務(wù)臺(tái)空閑時(shí)間，即如何確定一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)，使服務(wù)臺(tái)效率要高，實(shí)體等待時(shí)間又不太長。2）典型排隊(duì)問題模型40例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時(shí)，我們不考慮如下情況：（1）理發(fā)館的設(shè)備與工具；（2）理發(fā)師的個(gè)人行為（道德品質(zhì)，技術(shù)高低）；（3）顧客對發(fā)型的偏好等。我們關(guān)注的是：（1）理發(fā)館的服務(wù)能力；（2）理發(fā)師的忙閑狀況；（3）顧客擁擠程度（等待理發(fā)排隊(duì)的顧客有多少）。我們的研究目的為：（1）分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況；（2）找出系統(tǒng)運(yùn)行的瓶頸；（3）改造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時(shí)，我們不考慮如下情況：41分析理發(fā)排隊(duì)系統(tǒng)：

（1）若增加理發(fā)師，則排隊(duì)減少，獲得服務(wù)的顧客會(huì)增多，理發(fā)館收入會(huì)增加，但理發(fā)師工資成本也會(huì)增加；（2）若減少理發(fā)師，則排隊(duì)嚴(yán)重，獲得服務(wù)的顧客會(huì)減少，理發(fā)館收入會(huì)減少，但理發(fā)師工資成本也會(huì)降低。由此產(chǎn)生了矛盾的兩個(gè)方面：

（1）增加服務(wù)能力，收入會(huì)增加但成本也會(huì)增加；（2）減少服務(wù)能力，收入會(huì)減少但成本也會(huì)減少。因此肯定會(huì)存在一個(gè)最優(yōu)的服務(wù)能力，使理發(fā)館獲得的利潤最大。分析理發(fā)排隊(duì)系統(tǒng)：42例:只有一個(gè)理發(fā)師的理發(fā)店模型到達(dá)服務(wù)離開空閑?排隊(duì)到達(dá)排隊(duì)服務(wù)離開服務(wù)臺(tái)YN例:只有一個(gè)理發(fā)師的理發(fā)店模型到服離空閑?排到達(dá)排隊(duì)服務(wù)離43第5章物流系統(tǒng)仿真技術(shù)課件44普遍使用的排隊(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)（1）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)列時(shí)間p：其中：-第i個(gè)顧客排隊(duì)的時(shí)間。普遍使用的排隊(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)（1）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)列時(shí)間p：45（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時(shí)間w：其中：-第i個(gè)顧客通過系統(tǒng)時(shí)的逗留時(shí)間。（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時(shí)間w：46（3）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)長L：其中：-t時(shí)刻的隊(duì)列長度。（3）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)長L：47（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：其中：-t時(shí)刻的顧客數(shù)。（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：485.2.2計(jì)算機(jī)仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：AutomodWitnessFlexsimEmplantExtendArenaAnylogicPromodel5.2.2計(jì)算機(jī)仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：491.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達(dá)到初次使用者與專業(yè)人員的需求。你可以輕松而精確地模擬任何規(guī)模、任何精細(xì)程度的系統(tǒng)——從手工作坊到全自動(dòng)化的設(shè)施。使用AutoMod的獨(dú)特功能可以提高成功率與生產(chǎn)力，AutoMod的獨(dú)特功能有：3D虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫、互動(dòng)建模、原料運(yùn)送模板、易于理解的語言。1.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達(dá)到初次使用50AutoMod的優(yōu)點(diǎn)：減少設(shè)計(jì)與開發(fā)時(shí)間減少運(yùn)營瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)建模繁簡由人建模高度精確增強(qiáng)對設(shè)計(jì)的信心減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)支持設(shè)備投資分析AutoMod的優(yōu)點(diǎn)：512.Witness簡介Witness是由英國lanner公司推出的功能強(qiáng)大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于工業(yè)規(guī)劃的離散系統(tǒng)仿真，同時(shí)又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。2.Witness簡介Witness是由英國lanner公司52Witness的應(yīng)用領(lǐng)域：汽車工業(yè)食品化學(xué)工業(yè)造紙電子

銀行和財(cái)務(wù)航空政府工程運(yùn)輸Witness的應(yīng)用領(lǐng)域：銀行和財(cái)務(wù)53目前已成功運(yùn)用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：Airbus公司的機(jī)場設(shè)施布局優(yōu)化BAA公司的機(jī)場物流規(guī)劃BAESYSTEMS電氣公司的流程改善Exxon化學(xué)公司的供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃Ford汽車公司的工廠布局優(yōu)化和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線優(yōu)化TreborBassett公司的分銷物流系統(tǒng)規(guī)劃Motorola、Nokia公司在手機(jī)生產(chǎn)線上工藝流程的改進(jìn)目前已成功運(yùn)用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：54界面整齊；操作方便；擁有直觀的元素：像Entity、Part、Machine、Vehicle等，易學(xué)易懂；可用于離散系統(tǒng)仿真，又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。Witness的特點(diǎn)：界面整齊；Witness的特點(diǎn)：55Witness的用戶界面Witness的用戶界面563.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策人對提出的“關(guān)于操作、流程、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的方案”進(jìn)行試驗(yàn)、評估、視覺化的工具。它具有完全的C++面向?qū)ο?object-oriented)性，超強(qiáng)的3D虛擬現(xiàn)實(shí)（3D動(dòng)畫），直觀的、易懂的用戶接口，卓越的柔韌性（可伸縮性）。Flexsim是世界唯一的在圖形的模型環(huán)境中應(yīng)用C++IDE和編譯程序的仿真軟件。定義模型邏輯時(shí)，可直接使用C++，而且可立刻編譯到Flexsim中。因?yàn)镕lexsim具有高度的開放性和柔韌性，所以能為幾乎所有產(chǎn)業(yè)定制特定的模型。3.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策57Flexsim的主要特性

一、模型Flexsim采用經(jīng)過高度開發(fā)的部件(Object)來建模。部件表示商業(yè)過程中的活動(dòng)、行列，即代表著時(shí)間、空間等信息。建立模型時(shí)，只需要將相應(yīng)的部件從部件庫拖放到模型視圖(View)中，各個(gè)部件具有位置(x，y，z)、速度(x，y，z)、旋轉(zhuǎn)角度(rx，ry，rz)和動(dòng)態(tài)的活動(dòng)(時(shí)間)等屬性。部件可以被制造、被消滅，也可以相互移到另一個(gè)部件里，除了具有自身的屬性外還可以繼承他的部件的屬性。部件的參數(shù)是簡單、快速、有效地建立生產(chǎn)、物流和商務(wù)過程模型的主要機(jī)能。通過部件的參數(shù)設(shè)置，我們可以對幾乎所有的物理現(xiàn)象進(jìn)行模型化。例如，機(jī)械手、操作人員、隊(duì)列、輸送機(jī)、叉車、倉庫、交通信號(hào)、坦克、箱子等全都可用Flexsim來建立模型，信息情報(bào)等“軟”的部分也可很容易地使用Flexsim功能強(qiáng)大的部件庫來建模。Flexsim的主要特性

一、模型58Flexsim建立的倉庫模型（局部）Flexsim建立的倉庫模型（局部）59二、層次結(jié)構(gòu)Flexsim可以讓建模者使模型構(gòu)造更具有層次結(jié)構(gòu)。建立模型的時(shí)候，每一部件都使用繼承的方法（即采用繼承結(jié)構(gòu)），可以節(jié)省開發(fā)時(shí)間。Flexsim可以讓用戶充分利用MicrosoftVisualC++的層次體系特性。二、層次結(jié)構(gòu)60三、量身定制目前在市場上，像Flexsim一樣能讓用戶自由自在的量身定制的仿真軟件非常罕見。軟件的所有可視窗體都可以向定制的用戶公開。建模人員可以自由地操作部件、視窗、圖形用戶界面、菜單、選擇列表和部件參數(shù)，可以在部件里增加自定義的邏輯、改變或刪掉既存的編碼，也可以從零開始建立一個(gè)全新的部件。值得一提的是，不論是用戶設(shè)定的還是新創(chuàng)建的部件都可以保存到部件庫中，而且可以應(yīng)用在其它模型中。最重要的是，在Flexsim中可以用C++語言創(chuàng)建和修改部件，同時(shí)，利用C++可以控制部件的行為活動(dòng)。Flexsim的界面、按鈕條、菜單、圖形用戶界面等都是由預(yù)編譯的C++庫來控制的。三、量身定制61

四、可移植性因?yàn)镕lexsim的部件是向建模者公開的，所以部件可以在不同的用戶、庫和模型之間進(jìn)行交換?？梢浦残耘c量身定制相結(jié)合能帶來超級(jí)的建模速度。定制的部件保存在部件庫中，建模時(shí)，只要從部件庫中拖放相應(yīng)部件，就能在新模型中再現(xiàn)這些部件?？梢浦残耘c量身定制延長了部件和模型雙方的生命周期。

四、可移植性62五、仿真Flexsim具有一個(gè)非常高效的仿真引擎，該引擎可同時(shí)運(yùn)行仿真和模型視圖（可視化），并且可以通過關(guān)閉模型視圖來加速仿真的運(yùn)行速度。仿真運(yùn)行時(shí)，利用該引擎和Flexscript語言準(zhǔn)許用戶在仿真進(jìn)行期間，改變模型的部分屬性。Flexsim能一次進(jìn)行多套方案的仿真實(shí)驗(yàn)。這些方案能自動(dòng)進(jìn)行，其結(jié)果存放在報(bào)告、圖表里，這樣我們可以非常方便地利用豐富的預(yù)定義和自定義的行為指示器，像用處、生產(chǎn)量、研制周期、費(fèi)用等來分析每一個(gè)情節(jié)。同時(shí)很容易的把結(jié)果輸出到象微軟的Word、Excel等大眾應(yīng)用軟件里，利用ODBC（開放式數(shù)據(jù)庫連接）和DDEC（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換連接）可以直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。五、仿真63

六、可視性如果說一幅圖能夠表達(dá)上千的文字，那么Flexsim的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫以及模型視圖就表達(dá)了無限的容量。Flexsim能利用包括最新的虛擬現(xiàn)實(shí)圖形在內(nèi)的所有PC上可用的圖形。如果是擴(kuò)展名為3DS、VRML、DXF和STL的3D立體圖形文件的話，可以直接調(diào)到Flexsim模型中用，而其他仿真軟件中沒有這項(xiàng)功能。Flexsim的VR(虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽窗口)放映裝置允許用戶調(diào)節(jié)光源、霧以及虛擬現(xiàn)實(shí)立體技術(shù)等場景元素。Flexsim的演示功能提供模型的藝術(shù)性表演。用Flexsim的AVI記錄器能快速生成AVI文件，無論怎樣的模型都能復(fù)制或記錄在CD上，緊急時(shí)可郵送給任何人觀看。

六、可視性64七、輸出Flexsim具有強(qiáng)力的商務(wù)圖表功能，海圖(Charts)、餅圖、直線圖表和3D文書能盡情地表現(xiàn)模型的信息，需要的結(jié)果可以隨時(shí)取得。Flexsim的openarchitecture允許用戶連接OBDC數(shù)據(jù)源、進(jìn)行讀和寫，可以實(shí)時(shí)的連接Word和Excel。七、輸出65Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）664.eM-Plant簡介eM-Plant最初由一個(gè)德國博士開發(fā)，后來被一家以色列的公司Tecnomatix買下，目前已經(jīng)發(fā)布了8.1版。eM-Plant僅僅是Tecnomatix系列的一個(gè)模塊，Tecnomatix的目標(biāo)顯然比Witness或Flexsim之類仿真軟件要長遠(yuǎn)得多，它將eM-Plant作為其數(shù)字化制造系統(tǒng)解決方案中的一個(gè)環(huán)節(jié)，與其工藝規(guī)劃和制造執(zhí)行模塊整合，成功地應(yīng)用在世界汽車、電子、航空等行業(yè)中，F(xiàn)ord、GE、VW、Chrysler、FIAT、Honda等等，其中Ford更是全線采用Tecnomatix的解決方案！4.eM-Plant簡介eM-Plant最初由一個(gè)德國博士開67具有很強(qiáng)的開放性，尤其是最近發(fā)布的8.1版，基于com技術(shù)，使得它能非常方便地與其它軟件模塊整合，并且提供了相當(dāng)豐富的對外接口；元素的設(shè)計(jì)理念充分體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃枷?，并且在建立模型的過程中可以使用繼承派生等方法，再結(jié)合Method，就可以建立符合用戶要求的類型，而在Witness中，新的類型往往須要用Module來實(shí)現(xiàn)，不是很方便；eM-Plant也有一些弱點(diǎn)，比如它不能處理流體。eM-Plant的特點(diǎn)：具有很強(qiáng)的開放性，尤其是最近發(fā)布的8.1版，基于com技術(shù)，685.ExtendSim簡介ExtendSim仿真和優(yōu)化軟件是由美國ImagineThat公司開發(fā)的通用仿真平臺(tái)。EXTEND是最多世界頂尖企業(yè)在中國選擇的仿真軟件。ExtendSim的獨(dú)特之處在于提供了一個(gè)充分?jǐn)U展的平臺(tái)和一個(gè)隨意發(fā)揮的仿真環(huán)境，你只要有自己的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，只要懂C語言，就可以開發(fā)自己的行業(yè)模塊。

ExtendSim開放模塊源代碼，擴(kuò)展性最好，是十多個(gè)仿真軟件二次開發(fā)的核心引擎。5.ExtendSim簡介ExtendSim仿真和優(yōu)化軟件是69ExtendSim的特點(diǎn)：全球用戶最多，已超過13000家；開放模塊源代碼，擴(kuò)展性最好；價(jià)格最便宜，是其他主流仿真軟件價(jià)格的1/3到1/5；性價(jià)比最好；學(xué)習(xí)最容易，建模效率最高，成功應(yīng)用案例最多，技術(shù)支持力量最強(qiáng)。ExtendSim的特點(diǎn)：706.Arena簡介Arena是美國SystemModeling公司于1993年基于SIMAN仿真語言研制開發(fā)的可視化交互集成式離散事件模擬軟件。在諸多的仿真軟件中，Arena一直在仿真學(xué)術(shù)界有著很高的聲譽(yù)，2006年的美國冬季仿真會(huì)議上，48%的論文引用到了該軟件，這足以說明Arena的泰山北斗地位?，F(xiàn)在，Arena已經(jīng)成為著名的Rockwell公司旗下的產(chǎn)品，其前景必將更加廣闊。經(jīng)過十多年的發(fā)展，Arena的版本已經(jīng)到了11.0，而這段發(fā)展歷程則是任何一個(gè)仿真軟件都不能比擬的。6.Arena簡介Arena是美國SystemModeli71無論您的決策是否會(huì)沖擊制造、供應(yīng)鏈、客服營運(yùn)等，ARENA皆能顯示出如何避免風(fēng)險(xiǎn)性投資、降低流程變異性、找出瓶頸以及提升盈余等。無論您的決策是否會(huì)沖擊制造、供應(yīng)鏈、客服營運(yùn)等，ARENA皆727.Anylogic簡介AnyLogic是一個(gè)專業(yè)虛擬原型環(huán)境，用于設(shè)計(jì)包括離散，連續(xù)和混合行為的復(fù)雜系統(tǒng)。AnyLogic可快速地構(gòu)建被設(shè)計(jì)系統(tǒng)的仿真模型（虛擬原型）和系統(tǒng)的外圍環(huán)境，包括物理設(shè)備和操作人員。7.Anylogic簡介AnyLogic是一個(gè)專業(yè)虛擬原型環(huán)73Anylogic特點(diǎn):最靈活最強(qiáng)大的仿真建模技術(shù)；開放式體系結(jié)構(gòu)；可交互的二維和三維動(dòng)畫；靈巧的可于網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的模型；Anylogic特點(diǎn):748.Promodel簡介ProModel模擬軟件系統(tǒng)是美國PROMODEL公司開發(fā)的一款用于模擬各種生產(chǎn)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，在歐美國家企業(yè)的生產(chǎn)決策中得到了廣泛的應(yīng)用。8.Promodel簡介ProModel模擬軟件系統(tǒng)是美國P75Promodel功能及特點(diǎn):ProModel使用標(biāo)準(zhǔn)的Windows圖形用戶界面，具有WINDOWS系統(tǒng)的所有特征；ProModel兼容多種圖片格式，如：BMP、PCX、WMF和GIF等格式；

ProModel

主要應(yīng)用于模擬各種制造系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)；

ProModel的功能主要是模擬離散事件系統(tǒng)的；ProModel是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的生產(chǎn)決策工具。Promodel功能及特點(diǎn):76Promodel的建模步驟：ProModel模擬研究的過程是一個(gè)反復(fù)修訂、反復(fù)精煉、循環(huán)反復(fù)的過程。Promodel的建模步驟：ProModel模擬研究的過程是77Promodel的運(yùn)行界面Promodel的運(yùn)行界面78針對某一物流系統(tǒng)的功能要求、規(guī)模、物流量等基本情況，提出物流設(shè)施與設(shè)備的多種可行性配置方案，利用物流系統(tǒng)規(guī)劃仿真軟件對各種可行性方案進(jìn)行仿真模擬，并通過對仿真結(jié)果的綜合評價(jià)，最終選擇合理的物流系統(tǒng)設(shè)施與設(shè)備配置方案。5.3計(jì)算機(jī)仿真在物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用針對某一物流系統(tǒng)的功能要求、規(guī)模、物流量等基本情況，提出物流795.3.1生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真1.流程仿真：工藝流程仿真、業(yè)務(wù)流程仿真2.生產(chǎn)節(jié)拍仿真3.生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化仿真4.生產(chǎn)能力仿真5.物料搬運(yùn)系統(tǒng)仿真6.工廠布局仿真7.再制造生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真5.3.1生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真1.流程仿真：工藝流程仿真、業(yè)務(wù)805.3.2自動(dòng)化物流系統(tǒng)仿真1.自動(dòng)存取系統(tǒng)（AS/RS）仿真2.自動(dòng)引導(dǎo)小車系統(tǒng)（AGVS）仿真3.自動(dòng)分揀系統(tǒng)（ASS）仿真5.3.2自動(dòng)化物流系統(tǒng)仿真1.自動(dòng)存取系統(tǒng)（AS/RS）815.3.3物流配送中心仿真1.管理調(diào)度策略仿真：配送中心定單排序策略仿真、揀選方式的選擇仿真、貨位分配仿真2.作業(yè)過程仿真：運(yùn)輸設(shè)備調(diào)度策略的選擇與比較仿真、揀選路徑選擇的仿真3.系統(tǒng)配置與布局仿真：設(shè)備選型仿真、關(guān)鍵設(shè)備能力冗余仿真、設(shè)備運(yùn)行協(xié)調(diào)性仿真5.3.3物流配送中心仿真1.管理調(diào)度策略仿真：配送中心定825.3.4供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)仿真單品種、單節(jié)點(diǎn)庫存仿真生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)仿真分銷庫存系統(tǒng)仿真多級(jí)庫存系統(tǒng)仿真5.3.4供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)仿真單品種、單節(jié)點(diǎn)庫存仿真83物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術(shù)包裝與印刷工程學(xué)院李光物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術(shù)包裝與印刷工程學(xué)院84內(nèi)容5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.2物流系統(tǒng)模型與計(jì)算機(jī)仿真軟件5.3計(jì)算機(jī)仿真在物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用內(nèi)容5.1物流系統(tǒng)仿真概述855.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念5.1.2物流系統(tǒng)仿真的類型5.1.3物流系統(tǒng)仿真的作用5.1.3物流系統(tǒng)仿真的方法5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念865.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？仿真是一種模仿行為，模仿現(xiàn)有系統(tǒng)或未來系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。海灣戰(zhàn)爭以后，美軍公布了在軍事上戰(zhàn)勝伊拉克過程中，采用系統(tǒng)仿真輔助作戰(zhàn)的成功案例。美國總統(tǒng)辦公室和國防部從1992年以來，一直將“建模與仿真”列入優(yōu)先發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)。5.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？87從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：在對一個(gè)已經(jīng)存在或尚不存在的系統(tǒng)進(jìn)行研究的過程中，為了解系統(tǒng)的內(nèi)在特性，必須進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)；由于一些原因（未存在，危險(xiǎn)性大，或者成本高昂），無法在原系統(tǒng)上直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只能設(shè)法建立既能反映系統(tǒng)特征又能滿足系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)要求的系統(tǒng)模型，然后在該模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到了解或設(shè)計(jì)系統(tǒng)的目的。從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：88從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：利用計(jì)算機(jī)來運(yùn)行仿真模型，模仿實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及其隨時(shí)間的變化情況，并通過對仿真過程的觀察和統(tǒng)計(jì)，得到仿真模型的輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計(jì)和推斷實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)性能。從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：89所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過程的、且具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及90系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無法通過建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，仿真技術(shù)能有效地來處理。(2)仿真是一種人為的試驗(yàn)手段。仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際環(huán)境，而是在實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型，以及相應(yīng)的“人造”環(huán)境下進(jìn)行的。(3)仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演變及其發(fā)展過程。系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤91系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實(shí)驗(yàn)”手段，它為一些復(fù)雜系統(tǒng)創(chuàng)造了一種計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使系統(tǒng)的未來性能和長期整體特性，能在極短的時(shí)間內(nèi)在計(jì)算機(jī)上得到估計(jì)、驗(yàn)證和結(jié)論。（2）仿真模型通常具有面向?qū)嶋H過程或?qū)嶋H問題的特征，它可以反映系統(tǒng)中主要事物間的邏輯關(guān)系和數(shù)學(xué)關(guān)系。系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實(shí)驗(yàn)”手段，它為一92（3）仿真的輸出結(jié)果是在仿真運(yùn)行過程（即仿真實(shí)驗(yàn)過程）中，對系統(tǒng)行為和系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)值進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)而得到的。這種計(jì)算和統(tǒng)計(jì)是由仿真軟件實(shí)現(xiàn)的。（4）復(fù)雜系統(tǒng)仿真往往需要考慮隨機(jī)因素的影響，每一次模型的仿真運(yùn)行只是對系統(tǒng)行為的一次隨機(jī)抽樣，因此，一個(gè)完整的仿真實(shí)驗(yàn)往往由仿真模型的多次獨(dú)立重復(fù)運(yùn)行組成。所得到的仿真結(jié)果也只是對真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行具有一定樣本量的仿真實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)樣本。因此，需要通過必要的統(tǒng)計(jì)處理，才能得出對真實(shí)系統(tǒng)的性能的估計(jì)。（3）仿真的輸出結(jié)果是在仿真運(yùn)行過程（即仿真實(shí)驗(yàn)過程）中，對93系統(tǒng)仿真的缺點(diǎn)（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實(shí)驗(yàn)只能給出實(shí)際問題的一個(gè)可行解，如果要獲得問題的最優(yōu)解，需要對多種備選方案逐一實(shí)驗(yàn)，因此具有枚舉法的弱點(diǎn)。（2）仿真建模是直接面向問題的建模過程，對于同一個(gè)問題，由于建模人員的素質(zhì)或風(fēng)格上的差異或?qū)栴}了解的深度不同，往往會(huì)構(gòu)造出迥然不同的仿真模型，其運(yùn)行結(jié)果自然也會(huì)有差異。系統(tǒng)仿真的缺點(diǎn)（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實(shí)94按系統(tǒng)狀態(tài)是否變化靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)投針試驗(yàn)理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)的變化與時(shí)間的關(guān)系連續(xù)型系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間連續(xù)變化離散型系統(tǒng)：系統(tǒng)狀態(tài)僅在某些時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化按有無隨機(jī)過程確定型系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出取決與輸入隨機(jī)型系統(tǒng)：包含隨機(jī)因素的系統(tǒng)物流系統(tǒng)仿真主要研究動(dòng)態(tài)離散隨機(jī)排隊(duì)系統(tǒng)5.1.2系統(tǒng)仿真的類型按系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)投針試驗(yàn)理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)連續(xù)型系統(tǒng)95還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、蒙特卡洛法等。還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效96系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術(shù)，研究對象主要是復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，以及一些可以用一階微分方程組描述的系統(tǒng)。通過建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖、因果關(guān)系圖、流圖等)、利用DYNAMO仿真語言在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對真實(shí)系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，從而研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術(shù)，研究對象主要是復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)97蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方法，是一種基于“隨機(jī)數(shù)”的計(jì)算方法。這一方法源于美國在第二次世界大戰(zhàn)研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”。該計(jì)劃的主持人之一、數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼用馳名世界的賭城，摩納哥的MonteCarlo，來命名這種方法，為它蒙上了一層神秘色彩。蒙特卡洛法是基于概率論的隨機(jī)抽樣的計(jì)算方法，可以解決如下兩類的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)問題：蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方98問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％，問一輪中射中7箭的概率為多少？問題二：有一銀行營業(yè)點(diǎn)打算添置一臺(tái)自動(dòng)存取款機(jī)（12小時(shí)服務(wù)），顧客按一定的間隔時(shí)間到來，排隊(duì)接受服務(wù)，先來者先用，后來者后用，顧客不愿在隊(duì)列中等待太久，否則會(huì)離去。管理人員想了解等待時(shí)間超過3分鐘的顧客的比例為多少，若該比例太大，則考慮再增設(shè)一臺(tái)機(jī)器。問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％99問題一的求解方法：1.產(chǎn)生均勻分布隨機(jī)數(shù)0.00～0.99（100個(gè)），某個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的概率相等。若產(chǎn)生1000個(gè)這樣的數(shù)，則（1）數(shù)值為0.00～0.24大約會(huì)有250個(gè)，比例大約為0.25；（2）數(shù)值為0.25～0.99大約會(huì)有750個(gè)，比例大約為0.75。問題一的求解方法：1002.以每產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表射1箭，若產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)小于0.25，則代表擊中靶心，如果產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)大于或等于0.25，則表示沒有擊中靶心。若實(shí)驗(yàn)的次數(shù)很多（遠(yuǎn)大于1000），則擊中靶心的頻率接近于25％。若實(shí)驗(yàn)的次數(shù)無限多，則擊中靶心的概率等于25％。2.以每產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表射1箭，若產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)小于0.21013.確定一輪中擊中7箭的概率（1）每輪由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生10個(gè)均勻分布的隨機(jī)數(shù)Ni（i=1，2，3，…10），代表射10箭；（2）其中若Ni小于0.25為擊中，記下該輪中擊中的次數(shù)；（3）重復(fù)(1)―(2)步，進(jìn)行K輪實(shí)驗(yàn)；（4）找出K輪中所有每輪擊中7次的總輪數(shù)M，則K輪中每輪擊中7箭的頻率為M/K，若K趨向無窮大時(shí)，M/K為每輪擊中7箭的概率。3.確定一輪中擊中7箭的概率102問題二的求解方法：1.模擬過程顧客到達(dá)排隊(duì)→使用存取款機(jī)→顧客離開2.調(diào)查數(shù)據(jù)觀察100位顧客到達(dá)間隔時(shí)間和使用機(jī)器的持續(xù)時(shí)間，得到如下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：問題二的求解方法：1.模擬過程2.調(diào)查數(shù)據(jù)1033.產(chǎn)生均勻分布的二組隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生0.00-0.99間隔兩組均勻分布的隨機(jī)數(shù)。一組用于模擬顧客到達(dá)間隔時(shí)間，另一組模擬顧客用機(jī)時(shí)間。由第一組產(chǎn)生的一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表當(dāng)前到達(dá)存取款機(jī)的一位顧客。如：隨機(jī)數(shù)的值為0.70，通過表2.2-1，可以確定所模擬的該顧客到達(dá)的時(shí)間與前一位顧客到達(dá)時(shí)的間隔時(shí)間為5分鐘。由第二組產(chǎn)生的一個(gè)隨機(jī)數(shù)代表正在使用存取款機(jī)的一位顧客。如：隨機(jī)數(shù)的值為0.90，通過表2.2-2，可以確定所模擬的該顧客使用存取款機(jī)的時(shí)間為4分鐘。3.產(chǎn)生均勻分布的二組隨機(jī)數(shù)1044.手工模擬步驟與結(jié)果（假設(shè)模擬開始時(shí)間為0）顧客編號(hào)到達(dá)間隔隨機(jī)數(shù)間隔時(shí)間用機(jī)時(shí)間隨機(jī)數(shù)用機(jī)時(shí)間到達(dá)時(shí)間開始使用時(shí)間離開時(shí)間等待時(shí)間10.5740.502446020.0310.8945610130.9590.311141415040.3830.80317172004.手工模擬步驟與結(jié)果（假設(shè)模擬開始時(shí)間為0）顧客到達(dá)間隔間1055.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實(shí)驗(yàn)的過程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過程。尤其是對一些復(fù)雜的隨機(jī)問題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。(2)對一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對象系統(tǒng)，可通過仿真模型來順利地解決預(yù)測、分析和評價(jià)等系統(tǒng)問題。5.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實(shí)驗(yàn)的過程，而106(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分析。(4)通過系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問題，以便及時(shí)解決。(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分1075.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計(jì)算機(jī)仿真的過程計(jì)算機(jī)仿真的三項(xiàng)基本要素是：系統(tǒng)、模型和計(jì)算機(jī)，三者之間的關(guān)系如圖5-1所示。而聯(lián)系這三個(gè)要素的基本活動(dòng)是：模型設(shè)計(jì)、模型實(shí)現(xiàn)和仿真實(shí)驗(yàn)，仿真過程三項(xiàng)基本活動(dòng)之間的關(guān)系如圖5-2所示。5.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計(jì)算機(jī)仿真的過程108系統(tǒng)模型計(jì)算機(jī)圖5-1仿真三要素關(guān)系圖圖5-2仿真的三項(xiàng)基本活動(dòng)對象系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)仿真模型數(shù)學(xué)模型模型實(shí)現(xiàn)模擬電路軟件編程仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果評估系統(tǒng)模型計(jì)算機(jī)圖5-1仿真三要素關(guān)系圖圖5-2仿真的三項(xiàng)109（1）建模階段在這一階段，通常是先分塊建立子系統(tǒng)的模型。若為數(shù)學(xué)模型則需要進(jìn)行模型變換，即把數(shù)學(xué)模型變?yōu)榭梢栽诜抡嬗?jì)算機(jī)上運(yùn)行的模型，并對其進(jìn)行初步的校驗(yàn)；若為物理模型，需要在功能與性能上覆蓋系統(tǒng)的對應(yīng)部分。然后根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，將子系統(tǒng)的模型進(jìn)一步集成為全系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?）建模階段110（2）模型加載階段在這一階段，利用仿真軟件將仿真模型輸入計(jì)算機(jī)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡闹贫▽?shí)驗(yàn)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)大綱，在計(jì)劃和大綱的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)一個(gè)好的流程，選定待測量變量和相應(yīng)的測量點(diǎn)，以及適合的測量儀表。（2）模型加載階段111（3）仿真實(shí)驗(yàn)階段在這一階段，轉(zhuǎn)入模型運(yùn)行，即進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并記錄結(jié)果。（3）仿真實(shí)驗(yàn)階段112（4）結(jié)果分析階段在這一階段，需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行去粗取精、去偽存真的科學(xué)分析，并根據(jù)分析結(jié)果做出正確的判斷和決策。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果反映的是仿真模型系統(tǒng)的行為，這種行為能否代表實(shí)際系統(tǒng)的行為，由仿真用戶或熟悉系統(tǒng)領(lǐng)域的專家來判定。如果得到認(rèn)可，則可以轉(zhuǎn)入文檔處理，否則，需要返回建模和模型實(shí)驗(yàn)階段查找原因，或修改模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)，或檢查實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)方法，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直到獲得滿意結(jié)果。（4）結(jié)果分析階段1132.仿真算法和仿真軟件1）仿真算法（1）集中參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（2）分布參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（3）離散事件系統(tǒng)數(shù)字仿真算法2.仿真算法和仿真軟件1142）仿真軟件仿真軟件可提供基本的功能元素，使仿真的編程工作大大簡化，常見的有Automod、Witness、eM-Plant、Flexim、Racl等。2）仿真軟件1153.仿真結(jié)果的處理根據(jù)流程運(yùn)行結(jié)果，進(jìn)行系統(tǒng)是否存在“瓶頸”，流程是否暢通，物流量是否能滿足要求。如果結(jié)果不理想，要根據(jù)相應(yīng)的原因，調(diào)整方案或者改變參數(shù)，直至滿足物流系統(tǒng)的需求。3.仿真結(jié)果的處理1165.2物流系統(tǒng)模型與計(jì)算機(jī)仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型5.2.2計(jì)算機(jī)仿真軟件5.2物流系統(tǒng)模型與計(jì)算機(jī)仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型1175.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法1）物流系統(tǒng)建模的原則（1）模型的研究目標(biāo)要有針對性。（2）模型的層次邏輯要清晰明確。（3）模型選取的精度要適當(dāng)可靠。（4）模型要保證仿真試驗(yàn)的可行性。（5）盡量使用標(biāo)準(zhǔn)模型和標(biāo)準(zhǔn)接口。5.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法1182）物流系統(tǒng)建模的思路（1）對于結(jié)構(gòu)與特性相對比較清楚的物流系統(tǒng)，比較容易建立精確數(shù)學(xué)模型進(jìn)行系統(tǒng)描述。（2）對于結(jié)構(gòu)比較清楚，而系統(tǒng)特性不太明確的物流系統(tǒng)，采用邏輯圖方式建立模型。2）物流系統(tǒng)建模的思路119（3）對于結(jié)構(gòu)與特性都不很清楚，且又不能直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察的物流系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行建模。（4）當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)不太清楚、缺乏足夠的數(shù)據(jù)，且無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)，采用定性定量的啟發(fā)式方法及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法等建模。（3）對于結(jié)構(gòu)與特性都不很清楚，且又不能直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察的物1202.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型確定性庫存系統(tǒng)：解析方法；隨機(jī)性庫存系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)仿真。2.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型121庫存控制中的基本經(jīng)濟(jì)訂購批量模型EOQ：其中：-最佳訂購批量；-該物資在T時(shí)間內(nèi)的總需求量；-每批次物資訂購費(fèi)用；-單位物資存儲(chǔ)費(fèi)用；-特定的存儲(chǔ)時(shí)間。庫存控制中的基本經(jīng)濟(jì)訂購批量模型EOQ：1222）典型排隊(duì)問題模型排隊(duì)論是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)分支，也被稱為隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論。排隊(duì)論主要研究各種系統(tǒng)的排隊(duì)隊(duì)長、排隊(duì)等待時(shí)間及所提供服務(wù)等參數(shù)，以便求得更好的服務(wù)。研究排隊(duì)問題實(shí)質(zhì)上就是研究如何平衡等待時(shí)間與服務(wù)臺(tái)空閑時(shí)間，即如何確定一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)，使服務(wù)臺(tái)效率要高，實(shí)體等待時(shí)間又不太長。2）典型排隊(duì)問題模型123例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時(shí)，我們不考慮如下情況：（1）理發(fā)館的設(shè)備與工具；（2）理發(fā)師的個(gè)人行為（道德品質(zhì)，技術(shù)高低）；（3）顧客對發(fā)型的偏好等。我們關(guān)注的是：（1）理發(fā)館的服務(wù)能力；（2）理發(fā)師的忙閑狀況；（3）顧客擁擠程度（等待理發(fā)排隊(duì)的顧客有多少）。我們的研究目的為：（1）分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況；（2）找出系統(tǒng)運(yùn)行的瓶頸；（3）改造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時(shí)，我們不考慮如下情況：124分析理發(fā)排隊(duì)系統(tǒng)：

（1）若增加理發(fā)師，則排隊(duì)減少，獲得服務(wù)的顧客會(huì)增多，理發(fā)館收入會(huì)增加，但理發(fā)師工資成本也會(huì)增加；（2）若減少理發(fā)師，則排隊(duì)嚴(yán)重，獲得服務(wù)的顧客會(huì)減少，理發(fā)館收入會(huì)減少，但理發(fā)師工資成本也會(huì)降低。由此產(chǎn)生了矛盾的兩個(gè)方面：

（1）增加服務(wù)能力，收入會(huì)增加但成本也會(huì)增加；（2）減少服務(wù)能力，收入會(huì)減少但成本也會(huì)減少。因此肯定會(huì)存在一個(gè)最優(yōu)的服務(wù)能力，使理發(fā)館獲得的利潤最大。分析理發(fā)排隊(duì)系統(tǒng)：125例:只有一個(gè)理發(fā)師的理發(fā)店模型到達(dá)服務(wù)離開空閑?排隊(duì)到達(dá)排隊(duì)服務(wù)離開服務(wù)臺(tái)YN例:只有一個(gè)理發(fā)師的理發(fā)店模型到服離空閑?排到達(dá)排隊(duì)服務(wù)離126第5章物流系統(tǒng)仿真技術(shù)課件127普遍使用的排隊(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)（1）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)列時(shí)間p：其中：-第i個(gè)顧客排隊(duì)的時(shí)間。普遍使用的排隊(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)（1）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)列時(shí)間p：128（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時(shí)間w：其中：-第i個(gè)顧客通過系統(tǒng)時(shí)的逗留時(shí)間。（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時(shí)間w：129（3）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)長L：其中：-t時(shí)刻的隊(duì)列長度。（3）穩(wěn)態(tài)平均隊(duì)長L：130（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：其中：-t時(shí)刻的顧客數(shù)。（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：1315.2.2計(jì)算機(jī)仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：AutomodWitnessFlexsimEmplantExtendArenaAnylogicPromodel5.2.2計(jì)算機(jī)仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：1321.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達(dá)到初次使用者與專業(yè)人員的需求。你可以輕松而精確地模擬任何規(guī)模、任何精細(xì)程度的系統(tǒng)——從手工作坊到全自動(dòng)化的設(shè)施。使用AutoMod的獨(dú)特功能可以提高成功率與生產(chǎn)力，AutoMod的獨(dú)特功能有：3D虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫、互動(dòng)建模、原料運(yùn)送模板、易于理解的語言。1.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達(dá)到初次使用133AutoMod的優(yōu)點(diǎn)：減少設(shè)計(jì)與開發(fā)時(shí)間減少運(yùn)營瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)建模繁簡由人建模高度精確增強(qiáng)對設(shè)計(jì)的信心減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)支持設(shè)備投資分析AutoMod的優(yōu)點(diǎn)：1342.Witness簡介Witness是由英國lanner公司推出的功能強(qiáng)大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于工業(yè)規(guī)劃的離散系統(tǒng)仿真，同時(shí)又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。2.Witness簡介Witness是由英國lanner公司135Witness的應(yīng)用領(lǐng)域：汽車工業(yè)食品化學(xué)工業(yè)造紙電子

銀行和財(cái)務(wù)航空政府工程運(yùn)輸Witness的應(yīng)用領(lǐng)域：銀行和財(cái)務(wù)136目前已成功運(yùn)用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：Airbus公司的機(jī)場設(shè)施布局優(yōu)化BAA公司的機(jī)場物流規(guī)劃BAESYSTEMS電氣公司的流程改善Exxon化學(xué)公司的供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃Ford汽車公司的工廠布局優(yōu)化和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線優(yōu)化TreborBassett公司的分銷物流系統(tǒng)規(guī)劃Motorola、Nokia公司在手機(jī)生產(chǎn)線上工藝流程的改進(jìn)目前已成功運(yùn)用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：137界面整齊；操作方便；擁有直觀的元素：像Entity、Part、Machine、Vehicle等，易學(xué)易懂；可用于離散系統(tǒng)仿真，又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。Witness的特點(diǎn)：界面整齊；Witness的特點(diǎn)：138Witness的用戶界面Witness的用戶界面1393.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策人對提出的“關(guān)于操作、流程、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的方案”進(jìn)行試驗(yàn)、評估、視覺化的工具。它具有完全的C++面向?qū)ο?object-oriented)性，超強(qiáng)的3D虛擬現(xiàn)實(shí)（3D動(dòng)畫），直觀的、易懂的用戶接口，卓越的柔韌性（可伸縮性）。Flexsim是世界唯一的在圖形的模型環(huán)境中應(yīng)用C++IDE和編譯程序的仿真軟件。定義模型邏輯時(shí)，可直接使用C++，而且可立刻編譯到Flexsim中。因?yàn)镕lexsim具有高度的開放性和柔韌性，所以能為幾乎所有產(chǎn)業(yè)定制特定的模型。3.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策140Flexsim的主要特性

一、模型Flexsim采用經(jīng)過高度開發(fā)的部件(Object)來建模。部件表示商業(yè)過程中的活動(dòng)、行列，即代表著時(shí)間、空間等信息。建立模型時(shí)，只需要將相應(yīng)的部件從部件庫拖放到模型視圖(View)中，各個(gè)部件具有位置(x，y，z)、速度(x，y，z)、旋轉(zhuǎn)角度(rx，ry，rz)和動(dòng)態(tài)的活動(dòng)(時(shí)間)等屬性。部件可以被制造、被消滅，也可以相互移到另一個(gè)部件里，除了具有自身的屬性外還可以繼承他的部件的屬性。部件的參數(shù)是簡單、快速、有效地建立生產(chǎn)、物流和商務(wù)過程模型的主要機(jī)能。通過部件的參數(shù)設(shè)置，我們可以對幾乎所有的物理現(xiàn)象進(jìn)行模型化。例如，機(jī)械手、操作人員、隊(duì)列、輸送機(jī)、叉車、倉庫、交通信號(hào)、坦克、箱子等全都可用Flexsim來建立模型，信息情報(bào)等“軟”的部分也可很容易地使用Flexsim功能強(qiáng)大的部件庫來建模。Flexsim的主要特性

一、模型141Flexsim建立的倉庫模型（局部）Flexsim建立的倉庫模型（局部）142二、層次結(jié)構(gòu)Flexsim可以讓建模者使模型構(gòu)造更具有層次結(jié)構(gòu)。建立模型的時(shí)候，每一部件都使用繼承的方法（即采用繼承結(jié)構(gòu)），可以節(jié)省開發(fā)時(shí)間。Flexsim可以讓用戶充分利用MicrosoftVisualC++的層次體系特性。二、層次結(jié)構(gòu)143三、量身定制目前在市場上，像Flexsim一樣能讓用戶自由自在的量身定制的仿真軟件非常罕見。軟件的所有可視窗體都可以向定制的用戶公開。建模人員可以自由地操作部件、視窗、圖形用戶界面、菜單、選擇列表和部件參數(shù)，可以在部件里增加自定義的邏輯、改變或刪掉既存的編碼，也可以從零開始建立一個(gè)全新的部件。值得一提的是，不論是用戶設(shè)定的還是新創(chuàng)建的部件都可以保存到部件庫中，而且可以應(yīng)用在其它模型中。最重要的是，在Flexsim中可以用C++語言創(chuàng)建和修改部件，同時(shí)，利用C++可以控制部件的行為活動(dòng)。Flexsim的界面、按鈕條、菜單、圖形用戶界面等都是由預(yù)編譯的C++庫來控制的。三、量身定制144

四、可移植性因?yàn)镕lexsim的部件是向建模者公開的，所以部件可以在不同的用戶、庫和模型之間進(jìn)行交換?？梢浦残耘c量身定制相結(jié)合能帶來超級(jí)的建模速度。定制的部件保存在部件庫中，建模時(shí)，只要從部件庫中拖放相應(yīng)部件，就能在新模型中再現(xiàn)這些部件。可移植性與量身定制延長了部件和模型雙方的生命周期。

四、可移植性145五、仿真Flexsim具有一個(gè)非常高效的仿真引擎，該引擎可同時(shí)運(yùn)行仿真和模型視圖（可視化），并且可以通過關(guān)閉模型視圖來加速仿真的運(yùn)行速度。仿真運(yùn)行時(shí)，利用該引擎和Flexscript語言準(zhǔn)許用戶在仿真進(jìn)行期間，改變模型的部分屬性。Flexsim能一次進(jìn)行多套方案的仿真實(shí)驗(yàn)。這些方案能自動(dòng)進(jìn)行，其結(jié)果存放在報(bào)告、圖表里，這樣我們可以非常方便地利用豐富的預(yù)定義和自定義的行為指示器，像用處、生產(chǎn)量、研制周期、費(fèi)用等來分析每一個(gè)情節(jié)。同時(shí)很容易的把結(jié)果輸出到象微軟的Word、Excel等大眾應(yīng)用軟件里，利用ODBC（開放式數(shù)據(jù)庫連接）和DDEC（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換連接）可以直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。五、仿真146

六、可視性如果說一幅圖能夠表達(dá)上千的文字，那么Flexsim的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫以及模型視圖就表達(dá)了無限的容量。Flexsim能利用包括最新的虛擬現(xiàn)實(shí)圖形在內(nèi)的所有PC上可用的圖形。如果是擴(kuò)展名為3DS、VRML、DXF和STL的3D立體圖形文件的話，可以直接調(diào)到Flexsim模型中用，而其他仿真軟件中沒有這項(xiàng)功能。Flexsim的VR(虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽窗口)放映裝置允許用戶調(diào)節(jié)光源、霧以及虛擬現(xiàn)實(shí)立體技術(shù)等場景元素。Flexsim的演示功能提供模型的藝術(shù)性表演。用Flexsim的AVI記錄器能快速生成AVI文件，無論怎樣的模型都能復(fù)制或記錄在CD上，緊急時(shí)可郵送給任何人觀看。

六、可視性147七、輸出Flexsim具有強(qiáng)力的商務(wù)圖表功能，海圖(Charts)、餅圖、直線圖表和3D文書能盡情地表現(xiàn)模型的信息，需要的結(jié)果可以隨時(shí)取得。Flexsim的openarchitecture允許用戶連接OBDC數(shù)據(jù)源、進(jìn)行讀和寫，可以實(shí)時(shí)的連接Word和Excel。七、輸出148Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）1494.eM-Plant簡介eM-Plant最初由一個(gè)德國博士開發(fā)，后來被一家以色列的公司Tecnomatix買下，目前已經(jīng)發(fā)布了8.1版。eM-Plant僅僅是Tecnomatix系列的一個(gè)模塊，Tecnomatix的目標(biāo)顯然比Witness或Flexsim之類仿真軟件