物流系统仿真讲稿09
物流系统仿真案例全套教学课件
2.2.2 办公桌建模过程
图2-13 层式结构分流与普通分流方式对比
2.2.2 办公桌建模过程
3.建立系统概要模型
图2-5 办公桌系统概要仿真模型
建模步骤: 1) 创建模型 并重命名; 2)对象布局、 连线、参数设 置; 3)启动并运 行仿真。
2.2.2 办公桌建模过程
4.建立系统详细模型
图2-10 办公桌组装生产线系统详细仿真模型
2.2.2 办公桌建模过程
(1)Milling 磨削车间模块化建模 Ø 层式结构设计
Ø Milling磨削车间模块动画设计
图2-14 milling磨削车间模块动画设计实现
2.2.2 办公桌建模过程
实现步骤: 1) 图标置换
具体操作(见P21) 2) 动画演示
1
3
2
132来自4图2-15 实现milling磨削车间动画演示
2.2.2 办公桌建模过程
(2) lacquertext上漆检验车间模块化建模 重点介绍层式结构建模过程,动画设计部分(见P25)
代战争物资保障中必不可少的一部分
军事 领域
1.3 物流系统仿真建模技术
虚拟现实
快速建模
三维可视化 建模技术
设备 真实化
系统 真实化
建模技术
流程仿真 建模技术
1.3 物流系统仿真建模技术
1.4 物流系统仿真常见的错误
行业特点不了解 仿真对象选择不正确 物流逻辑表达错误 随机因素表达不准确
《物流系统模拟与仿真》课件(ppt-35页)
离散事件系统仿真
建立描述系统的非形式模型,如逻辑的、概率的模 型;
采用专门的数值方法“执行”(Run)仿真模型,而非 求解(Solve)方程;
由数据驱动(Data Driven)
19
四、系统仿真的发展与应用
年代
发展的主要特点
1600-1940
物理科学基础上的建模
20世纪40年代
些离散的时间点是不确 定的。
17
连续?离散?
多数工程系统是属于连续系统,如电力系统、 发电机组、航空发动机、液压系统等。
银行、配送中心等属于离散系统
18
按照研究对象状态变量的变化方式,系统仿真 分为连续系统仿真和离散事件系统仿真。
连续系统仿真
建立描绘系统的数学方程式,如微分方程、状态方 程或传递函数;
27
五、物流现代化与系统仿真
物流系统是一个多因素、多目标的复杂系统,现代物流越来 越强调物流的系统化、综合化,而物流系统的整体优化是 一个复杂的系统分析问题。
系统仿真方法应用于物流系统有如下几类:
物流过程仿真; 物流管理仿真; 物流成本仿真。
在物流领域中的应用主要涉及交通运输、仓储、供应链、自 动化物流系统、物流园区规划等多个方面。
统的特征、性Leabharlann 、规律等对其它研究方法得到的研究
对于存在但由于各种因素难 结果进行验证
以在实际系统上进行实验的 系统
其它
作为沟通工具;
培训;……
12
仿真的优势
对复杂性问题的优势 对随机性问题的优势 安全性优势 成本优势
可视化优势 重复性优势 时间优势 风险优势 ……
仿真的劣势或局限性??…
13
二、相关基本概念
《物流系统仿真》课件
结果与展示
1
仿真结果的解读与分析
解读物流系统仿真的结果,分析其对物流系统优化的意义和影响。
2
可视化展示
介绍如何通过可视化手段展示物流系统仿真结果,以便更好地传达和理解。
3
模型优化与改进
讨论如何根据仿真结果对物流系统进行优化和改进,以提高效率和效益。
案例研究
电商物流系统仿真案 例分析
通过一个电商物流系统的 仿真案例,分析如何优化 流程、减少成本和提高服 务质量。
未来发展方向
探讨未来物流系统仿真可能的发展方向,以应对复杂和多变的物流环境。
珍惜生命,远离PPT
以幽默的方式提醒听众珍惜生命,不要过度沉迷于制作和观看PPT。
《物流系统仿真》PPT课件
**注:本PPT课件仅作参考,不作商业用途。**
小案例:建立一建立一个物流系统的仿真模型。
仿真环境
仿真环境的搭建
介绍如何搭建具有真实性的物 流系统仿真环境。
仿真参数的设置
讨论仿真参数的选择与设置, 以确保仿真结果的准确性。
仿真实验的运行与分析
解读和分析物流系统仿真实验 的结果图表,并提出改进建议。
《物流系统仿真》PPT课件
# 物流系统仿真 ## 概述 - 什么是物流系统仿真? - 为什么需要进行物流系统仿真? - 物流系统仿真的应用场景
建模方法
物流系统仿真的建模方法
介绍物流系统仿真的常用建模方法,包括离散事件仿真和连续仿真。
数据采集与处理
讨论从实际物流系统中获取数据,并展示如何对数据进行处理和导入仿真模型。
物流中心布局优化案 例分析
以一个物流中心布局的优 化案例为例,探讨如何通 过仿真来提高物流设施的 布局。
物流运输路径规划仿 真案例分析
物流仿真教案模板范文
一、课程名称:物流仿真二、授课对象:物流管理专业学生三、授课时间:2课时四、教学目标:1. 了解物流仿真的基本概念、原理和方法。
2. 掌握物流仿真软件的基本操作和常用功能。
3. 能够运用物流仿真技术解决实际问题。
五、教学内容:1. 物流仿真的基本概念2. 物流仿真软件介绍3. 物流仿真建模方法4. 物流仿真案例分析六、教学方法:1. 讲授法:系统讲解物流仿真的基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法:通过实际案例分析,使学生更好地理解物流仿真的应用。
3. 计算机操作演示:现场演示物流仿真软件的操作,让学生掌握基本操作技能。
4. 实践操作:引导学生运用所学知识进行物流仿真实验。
七、教学过程:第一课时:1. 引言(5分钟)- 介绍物流仿真的概念和重要性。
- 引导学生思考物流仿真在物流管理中的应用。
2. 物流仿真的基本概念(10分钟)- 物流仿真的定义- 物流仿真的作用- 物流仿真的分类3. 物流仿真软件介绍(10分钟)- 常见物流仿真软件介绍- 软件特点及适用范围4. 物流仿真建模方法(15分钟)- 建模的基本步骤- 常用建模方法介绍第二课时:1. 物流仿真案例分析(10分钟)- 分析典型案例,使学生了解物流仿真的实际应用。
- 引导学生思考如何将所学知识应用于实际工作中。
2. 计算机操作演示(10分钟)- 演示物流仿真软件的基本操作和常用功能。
- 强调操作技巧和注意事项。
3. 实践操作(15分钟)- 学生分组进行物流仿真实验,教师现场指导。
- 学生通过实验,掌握物流仿真软件的使用方法。
4. 总结与讨论(10分钟)- 学生分享实验心得,教师总结本次课程内容。
- 引导学生思考物流仿真的未来发展趋势。
八、教学评价:1. 学生对物流仿真基本概念、原理和方法的掌握程度。
2. 学生运用物流仿真软件解决实际问题的能力。
3. 学生在实践操作中的表现。
九、教学资源:1. 物流仿真相关教材和参考资料。
2. 物流仿真软件安装包和操作手册。
物流系统仿真090516
������ 在ExtendSim中,许多模块在自己的对话框或数 值连接点处都能够实时反映自己的状态变量取值,如 在对列模块对话框可以看到当前队列长度的变化。
离散事件系统仿真模型组成
事件与事件日历 ������ 事件:就是在某个(仿真)时刻发生的事情,它可以改变属 性、变量或统计累加器的值。 ������ 事件日历(event calendar):即未来事件表。是处理事件、 跟踪事件的机制。
离散事件系统仿真模型组成
活动 活动是对实体执行的某种操作,它要消耗一定 的时间,多数情况下,完成一项活动还需要资 源的参与。
• 活动的例子如洗车,银行为某个顾客提供取款服务, 加工零件等。 • 从仿真的角度看,我们并不在意活动的具体内容和 具体的操作方式,而是关心活动的延时,以及活动 需要哪些资源这些共性的东西,然后就可以利用延 时模块(如ExtendSim中的Activity模块)对活动 进行建模。
在ExtendSim中,输入变量或决策变量可以是模块对 话框中的参数,如队列模块的最大长度,活动模块的 处理时间、资源模块的资源数量等,也可以是对应着 全局数组中的某个值,还可以是数据库中的某个值。
离散事件系统仿真模型组成
响应变量 又称输出变量、性能变量(Performance variable)、 绩效指标,是用来测度系统性能(或绩效)的。
离散事件系统仿真模型组成
全局数据存储 有时,模型需要存取一些全局数据,这些数据 可以被模型中所有模块在不同的位置同时访问 (读取或写入),这时必须有一种存储全局数 据的机制。
• 有些仿真软件提供全局变量,可以利用全局变量存 放全局数据 • ExtendSim没有可视化的全局变量模块,但是可以 使用ExtendSim提供的全局数组模块存放全局数据
《物流系统模拟与仿真》课件
建立描述系统的非形式模型,如逻辑的、概率的模 型;
采用专门的数值方法“执行”(Run)仿真模型,而非 求解(Solve)方程;
由数据驱动(Data Driven)
四、系统仿真的发展与应用
年代
发展的主要特点
1600-1940
物理科学基础上的建模
20世纪40年代
电子计算机出现,冯·诺依曼正式提出了系统仿真的概念,
Simulation?
研究的两类手段
直接在实际系统上研究 建立模型,在模型上研究
两类研究
静态研究 动态研究
自古以来的仿真应用
中外古代战争对仿真基本原理的应用,这种 远时代的作战模拟后来以各种棋类(比如 中国象棋、围棋)流传了下来。
建筑中用木模研究建筑物的结构与承载性能 军事沙盘——古代沙盘和现代的沙盘仿真模
统的特征、性能、规律等
对其它研究方法得到的研究
对于存在但由于各种因素难 结果进行验证
以在实际系统上进行实验的 系统
其它
作为沟通工具;
培训;……
仿真的优势
对复杂性问题的优势 对随机性问题的优势 安全性优势 成本优势
可视化优势 重复性优势 时间优势 风险优势 ……
仿真的劣势或局限性??…
二、相关基本概念
目前,系统仿真多数是在计算机上进行的。 系统仿真可定义为:建立研究对象的计算机模型,在模型上
进行数字试验,把数字试验得出的结论应用于真实系统的 设计、评价和优化等。
Байду номын сангаас
M&S的基本原理
系统仿真三要素
对象系统 系统模型 计算机(软硬件)
三个基本活动:
系统建模 仿真建模 仿真实验
对象 系统
物流专业的演讲稿(三篇)
物流专业的演讲稿(三篇)物流专业的演讲稿(三篇)Ladies and gentlemen:Hallo ! It's my pleasure to make a speech here .My name is xxx, a fresh man , and I major in internationallogistics .Today my speech is something about international logistics.How much do you know about it Some say the assignment of it is to transport some goods form one country to another , others say it is more eplicated than domestic logistics , and still others say it is an action of business.To some extent , they are right , but they are not peletaly right .International logistics is not just transporting something , what's more , it can bridge the gap among different counties .As time gose by , international logistics is playing a more and moreimportant part in our country , the largest developing socialist country in the world .For one thing , not only is international logistics good for the circulation of the goods , but it also prmotes the developments of trades in many fields ,such as transportation service , service industy and so on .For another , through international logistics we can strengthen our cultural exchanges with other couies , learn form each other , and enhance our friendships .When I enter this college , when I acquire more and more knowledgeabout international logistics , when I realize that international logisics makes great differences on our country . I have made up my mind to be a great professional person .I deeply know "Rome is not built in one day ". I will keep working on it , and I firmly believe that I willbetter day after day !My speech is over . Thank you for your attention !尊敬的各位评委、领导及在场的朋友,大家下午好!非常荣幸能参加本次的演讲比赛。
物流仿真教案设计模板范文
课时:2课时教学目标:1. 知识目标:- 了解物流仿真技术的基本概念和原理。
- 掌握物流仿真软件的基本操作和功能。
- 理解物流系统仿真的应用场景和优势。
2. 能力目标:- 能够运用物流仿真技术分析和解决实际问题。
- 培养学生团队合作能力和创新思维。
3. 情感目标:- 激发学生对物流领域的兴趣和热情。
- 增强学生的责任感和使命感。
教学重点:1. 物流仿真技术的基本概念和原理。
2. 物流仿真软件的基本操作和功能。
教学难点:1. 物流仿真软件的应用和实际问题的解决。
2. 学生对物流仿真技术的创新应用。
教学过程:第一课时一、导入1. 教师简要介绍物流仿真技术的背景和发展趋势。
2. 引导学生思考物流仿真的应用场景和优势。
二、基本概念和原理1. 物流仿真技术的定义和特点。
2. 物流仿真模型的建立方法。
3. 物流仿真软件的分类和应用。
三、物流仿真软件操作1. 介绍常用的物流仿真软件,如AnyLogic、FlexSim等。
2. 学生分组进行软件安装和基本操作学习。
四、课堂练习1. 学生根据所学知识,尝试建立简单的物流仿真模型。
2. 教师指导学生解决操作过程中遇到的问题。
第二课时一、案例分析1. 教师展示实际物流仿真案例,如自动化立体仓库、配送中心等。
2. 分析案例中物流仿真技术的应用和优势。
二、软件应用与问题解决1. 学生分组进行物流仿真软件的实际应用,如模拟配送路线优化、仓储系统设计等。
2. 教师巡回指导,帮助学生解决实际问题。
三、创新应用1. 学生针对所学知识,提出物流仿真技术的创新应用方案。
2. 教师点评并给予指导。
四、总结与反思1. 教师总结本节课的学习内容,强调重点和难点。
2. 学生分享学习心得,反思自身在物流仿真技术方面的收获和不足。
教学评价:1. 学生对物流仿真技术的掌握程度。
2. 学生在案例分析、软件应用和问题解决方面的表现。
3. 学生对物流仿真技术的创新应用能力。
教学资源:1. 物流仿真教材和教学课件。
物流系统仿真概述(PPT 50张)
(5) 组织及管理
是物流系统的“软件”,起着连接、调运、运筹、协调、指挥 其他各要素以保障物流系统目的的实现之作用。
1.3 物流系统的结构
1.3.1 物流系统的层次结构
——对物流系统的结构和功能进行统一的规划、 战略层 设计和评估
战术层
——对物流流程进行计划、 调度和控制
(1)法律制度 决定物流系统的结构、组织、领导、管理方式,国
家对其控制、指挥,管理方式以及这个系统地位、范畴,是物流系统 的重要保障。
(2)行政命令 决定物流系统正常运转的重要支持要素。
1.2 物流系统的要素
4、物流系统的支撑要素
(3)标准化 保证物流环节协调运行,保证物流系统与其它系统在
技术上实现联结的重要支撑条件。
第二节 系统仿真概述
2.1 引子——墨子中的仿真
公输盘说:“先生有什么教导呢?” 墨子先生说:“北方有一个欺侮我的人,希望借助你的力 量去杀了他。” 公输盘很不高兴。 墨子先生说:“请允许我奉送给您十金。” 公输盘说:“我坚守道义,从来不无故杀人。”
第二节 系统仿真概述
2.1 引子——墨子中的仿真
物流系统的目标(5S)
服务目标 快速、及时目标 节约目标 规模化目标 库存调节目标
1.2 物流系统概述
1.2.2 物流系统的分类
1、按照物流业务性质分类 2、按照物流功能分类
1)生产企业物流系统 (1)供应物流 (2)生产物流 (3)销售物流 (4)回收、废弃物流
2)商业企业物流系统 3)物流企业物流系统
(1)供应物流 (2)生产物流 (3)销售物流 (4)回收、废弃物流
1.2 物流系统概述
2、按照物流功能分类
物流系统仿真ppt
一、物流系统-仿真技术
1
系统仿真的一般步骤
2 物流系统仿真应用研究的进展
3 物流系统仿真优化的研究进展
4 物流系统综合仿真环境的研究进展
(一) 系 统 仿 真 的 一 般 步 骤
实际系统 建模与形式化
形式建模 可信否
仿真建模
程序设计 仿真模型校正
正确否 伪真运行 仿真结果分析 正确否
结束
(二)物流系统仿真应用研究的进展
有兴趣的同学可以看一下文献:
朱卫峰, 费奇(2003).
复杂物流系统仿真及其研究现状 [J]. 系统仿真学报, 2002, 15(3): 353-356.
彭晨, 岳东(2003).
基于 Petri 网的流程供应链过程建模分析 [J]. 计算机工程与应用, 2003, 38(3): 199-201.
2.供应链仿真
供应链是一个由核心企业连同它的供应商、分 销商、零售商直到最终用户共同组成的功能网络结 构模式。由于供应链这类复杂系统中存在着很多不 确定性和随机性因素,而数学方法由于求解条件的 限制,建立的数学模型有时存在着求解困难甚至不 可解的结果。在此情况下,以数学模型为基础、以 求数值解或特解为特征的仿真建模方法显示出了极 强的技术优势。近年来,伴随着许多成熟的仿真软 件的引入和使用,各种仿真建模方法解决供应链问 题的适用性也得到了大幅度提高。
1.
生产物流系统仿真
2.
供应链仿真
3.
物流配送系统仿真
1.生产物流系统仿真
生产物流是指从企业的原材料采购, 车间生产,半成品与成品的周转直至成 品发送的全过程中的物流活动。生产物 流系统是一个复杂的综合性系统,如何 提高其效率和效益是至关重要的,系统 仿真作为一项用于系统分析和研究的十 分有效的技术,已经被广泛用来对生产 物流系统进行规划设计,运输调度和物 料控制等。
物流系统建模与仿真课件
07
参考文献
参考文献
《物流系统建模与仿 真》,高等教育出版 社,2016年出版。
《物流系统建模与仿 真案例》,人民交通 出版社,2019年出 版。
《物流仿真与决策》 ,清华大学出版社, 2018年出版。
THANKS
感谢观看
物流系统优化技术与方法
1 2 3
数学规划方法
数学规划方法是一种常用Байду номын сангаас优化技术,包括线性 规划、动态规划、整数规划等,可以解决复杂的 物流优化问题。
仿真优化方法
仿真优化方法通过模拟物流系统的运行过程,预 测不同策略下的系统性能,从而选择最优的决策 方案。
人工智能方法
人工智能方法包括神经网络、遗传算法、蚁群算 法等,能够自适应地寻找最优解,适用于大规模 、非线性问题的优化。
IBM Supply Chain Optimization
IBM Supply Chain Optimization是IBM提供的一款供应链优化软件, 基于人工智能和大数据技术,提供需求预测、库存规划、运输路由优化 等功能,能够帮助企业实现供应链的智能优化。
05
物流系统应用案例分析
案例一:某快递公司的物流系统优化
常用物流系统仿真软件介绍
Arena
一款广泛使用的仿真软件 ,支持离散事件仿真和系 统动力学仿真,适用于各 种物流系统的仿真。
Flexsim
一款基于代理的仿真软件 ,适用于物流系统和生产 系统的仿真,支持3D可视 化。
Simulink
一款基于时间的仿真软件 ,适用于连续和离散时间 的系统仿真,支持多种编 程语言。
背景介绍
系统分析
某快递公司面临着激烈的市场竞争,为了 提高物流效率和降低成本,决定对物流系 统进行优化。
Flexsim物流系统建模与仿真课件(完整版)
约束(6)表示每条生产线每天加班不能超过4小时, 因而在生产周期内表 示每条生产线总的加班时间不能超过4*W;
(7)为非负与整数约束。。
排产方法
生产计划问题
近似解方法
最优解方法
迭代方法
构造型方法
控制理论方法
枚举方法
人工智能
邻域搜索 移动瓶颈 插入算法 优先分派
钻
割
铣
单元布局
布局类型的比较
布局形式 产品布局 工艺布局 固定布局 混合布局 单元布局
适用范围
优点
缺点
大批量、少品种的生 结构简单、物流易控 只考虑定量要求,不
产
制、物料处理柔性高 考虑定性要求
同种产品多,产量低、运输成本低、有柔性、流动时间长、工序冲 产量中等批量生产 可应对多种工艺要求 突、成本高、效率低
排产模型
目标函数(1)表示单台平均成本最小化; 约束(2)表示每种产品的生产量与其缺货之和不小于其需求量与库存量
的增量之和;
(3)表示每条生产线的生产时间与夹具调整时间之和等于其正常工作时 间(用单产表示)与加班时间之和, 其中Aij0为第j条生产线期初夹具的总 数;
约束(4)表示库存和缺货不能同时发生; (5)为生产线在排产Xij下夹具调整数的表达式, 其本身不表示约束, 引
上图为数控车床、数控铣床、 机器人及激光雕刻机单元;另 外, 系统有单独控制台, 用于整 个系统的节拍控制。。
该系统主要是进行上盖、 下箱、销钉的加工、装配、 检测和水晶雕刻, 码垛机从 立体仓库中取料至传送带, 各工序识别加工零件、进行 加工、装配、然后进行清洗、 热处理、打标签、综合检测、 废品分拣, 最后合格成品回 库形成一个闭环的FMS;实 现了物料流和信息流的自动 化。
《物流系统仿真实验》讲义
示当前Designer Elements中的所有元素列表;System中显示系默认的特殊地点;Type中显示Witnes s系统中可定义的所有元素类型;System Function中显示Witness系统中可以定义的所有函数类型。 用户元素窗口:系统提供的默认用户元素窗口中提供了各种元素的 可视化效果的定义,不过在建模过程中,当这些缺省的设置不能很好的表示实际 系统时,用户可以在该窗口定义自己的相关元素的名称、可视效果等,保存以便 日后使用。定义方法可以鼠标右击页框标题,将出现弹出式菜单,其中可以添加 、重命名、删除、加载原有设计元素组等项目。向页框中添加自定义元素的步骤 一般分为Define、Display、Detail三步。自定义元素设定完毕后,需要保存成*.des 文件,通过菜单File/save As,然后选定文件类型为Designer Element Files(*.des),输入文件名即可。 系统布局区:也叫系统布局窗口,在布局窗口中,设置实际系统构成 元素的可视化效果以及它们的二维相对位置,可以清楚的显示实际系统的平面 布局图。Witness一共提供了八个窗口,可以通过这些窗口,使提仿真项目以不同 的角度显示其可视化效果。对系统布局窗口的设置主要有三项内容:添加元素、 设置窗口名称及窗口背景色。如何添加元素在实验步骤中介绍。设置窗口名称及 窗口背景色可以通过菜单Window/Control…,如下图所示。
布局优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规 划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。 Witness的安装与启动: 安装环境:推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存,Windows98、Windows20 00、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。 安装步骤:⑴将Witness2003系统光盘放入CDROM中,启动安装程序;⑵选择语言(English);⑶选择Manufacturing或Service;⑷ 选择授权方式(如加密狗方式)。 启动:按一般程序启动方式就可启动Witness2003,启动过程中需要 输入许可证号。 Witness2003的用户界面: 系统主界面:正常启动Witness系统后,进入的主界面如下图所示:
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物流系统仿真技术讲义周强武汉理工大学物流工程学院目录第一章物流系统仿真概述1. 1 系统、模型与仿真1. 2 系统仿真的类型1. 3 系统仿真的一般步骤1.4 物流系统仿真语言1. 5 系统仿真在物流中的作用第二章离散事件系统的仿真基础2. 1 基本概念2. 2 仿真钟的推进与仿真策略2. 3 排队系统仿真2. 4 库存系统仿真2. 5 Petri网分析方法第三章离散事件系统仿真数据分析3.1 终止型仿真及稳态型仿真3.2 固定样本长度法3.3 批均值法3.4 系统性能比较第四章系统仿真技术在物流系统中的应用 4.1集装箱码头物流系统规划设计4.2废弃物物流的系统设计4.3 供应链动态分析参考文献:[1] 系统建模. 郭齐胜等编,国防工业出版社,2006[2] 现代生产物流及仿真. 张晓萍等著,北京:清华大学出版社,1998[3] 系统仿真导论. 肖田元等著,北京:清华大学出版社,2000[4] 离散事件动态系统. 郑大钟,清华大学出版社2001年第1章物流系统仿真概述物流系统研究的目的:对物流系统进行规划、管理、控制,选择最优的物流方案,寻求降低物流费用,提高物流效益的途径。
研究的理论和方法:数学规划法、统筹法、系统优化法、系统仿真技术等。
目前,复杂物流系统分析的主要有效方法是系统仿真技术。
1.1 系统、模型与仿真1.1.1 系统系统:按照某些规律结合起来,互相作用、互相依存的所有实体的集合或总体。
可以将港口码头定义为一个系统。
该系统中的实体有船舶、装卸设备、堆场、仓库、运输车辆、进出大门等。
船舶按某种规律到达,装卸设备按一定的程序为其服务,装卸完后船舶离去。
船舶到达模式影响着装卸设备的工作忙闲状态和港口的排队状态,而装卸设备的多少和工作效率也影响着船舶接受服务的质量。
系统有三个要素,即实体、属性、活动。
实体确定了系统的构成,也就确定了系统的边界,属性也称为描述变量,描述每一实体的特征。
活动定义了系统内部实体之间的相互作用,反映了系统内部发生变化的过程。
例如:岸边集装箱起重机是码头物流系统的实体,它的性能参数,起重量、起升速度、行驶速度等就是它的属性,它的工作或空闲就是活动。
状态:在任意时刻,系统中实体、属性、活动的信息总和。
系统的环境:对系统活动结果产生影响的外界因素。
确定系统的边界。
边界明确了系统的范围,边界以外对系统的作用称为系统的输人,系统对边界以外的环境的作用称为系统的输出。
系统边界的划分在很大程度上取决于系统研究的目的。
比如:一个码头物流系统,锚地是海域边界、大门是陆域边界。
系统研究:系统分析、系统综合、系统预测。
系统的分类:(1)按特性分,物理系统与非物理系统;(2)按状态随时间变化分,连续系统与离散事件系统;(3)按对系统了解程度分,白色系统、黑色系统、灰色系统;(4)按照系统物理结构和数学性质分,线性与非线性,定常与时变,……(5)按系统内部关联关系分,简单系统与复杂系统。
简单系统:相互关系简单,子系统少,复杂系统:状态变量多、子系统相互关联复杂、输入与输出非线性特征、不确定因素多。
复杂巨系统:子系统数量大,种类多,关联复杂。
社会系统、人体系统、物流系统。
1.1.2 模型研究、分析、设计和实现一个系统,需要进行试验。
两大类试验方法:真实系统试验、模型试验。
传统上大多采用第一种方法,但第二种方法日益成为人们更为常用的方法,主要原因在于:(1)系统还处于设计阶段,真实的系统尚未建立,人们需要更准确地了解未来系统的性能,这只能通过对模型的试验来了解。
(2)在真实系统上进行试验可能会引起系统破坏或发生故障。
(3)需要进行多次试验时,难以保证每次试验的条件相同,因而无法准确判断试验结果的优劣。
(4)试验时间太长或费用昂贵。
因此,在模型上进行试验日益为人们所青睬,建模技术也就随之发展起来。
三大类模型:物理模型,就是采用一定比例尺按照真实系统的“样子”制作,沙盘模型就是物理模型的典型例子;数学模型,就是用数学表达式形式来描述系统的内在规律。
概念模型,语言、符号和框图等形式。
模型是一个系统的物理的、数学的、或其他方式的逻辑表述,它以某种确定的形式(如文字、符号、图表、实物、数学公式等)提供关于系统的知识。
模型是真实系统的近似描述。
1.1.3 仿真仿真意指在实际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实现。
系统、模型、仿真三者之间有着密切的关系。
系统是研究的对象,模型是系统的抽象,仿真是通过对模型的实验以达到研究系统的目的。
现代仿真技术是在计算机支持下进行的,因此,系统仿真也称为计算机仿真。
系统仿真的三个基本活动:系统建模、仿真建模和仿真实验。
系统仿真的三要素:系统、模型、计算机(包括硬件和软件)。
1.2 系统仿真的类型1.2.1 根据模型的种类分类物理仿真、数学仿真和半实物仿真。
按照真实系统的物理性质构造系统的物理模型,并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。
物理仿真的优点是直观、形象。
物理仿真的缺点是:模型改变困难,实验限制多,投资较大。
对实际系统进行抽象,并将其特性用数学关系加以描述而得到系统的数学模型,对数学模型进行实验的过程称为数学仿真,亦称为计算机仿真。
数学仿真的缺点是受限于系统建模技术,即复杂系统的数学模型不易建立。
第三类称为半实物仿真,即将数学模型与物理模型甚至实物联合起来进行实验。
对系统中比较简单的部分或对其规律比较清楚的部分建立数学模型,并在计算机上加以实现,而对比较复杂的部分或对规律尚不十分清楚的系统,其数学模型的建立比较困难,则采用物理模型或实物。
仿真时将两者连接起来完成整个系统的实验.1.2.2 根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类实际动态系统的时间基称为实际时钟,而系统仿真时模型所采用的时钟称为仿真时钟。
(1)实时仿真,即仿真时钟与实际时钟完全一致,也就是模型仿真的速度与实际系统运行的速度相同。
当被仿真的系统中存在物理模型或实物时,必须进行实时仿真,例如:各种训练仿真器,集装箱起重机训练仿真器。
(2)亚实时仿真,即仿真时钟慢于实际时钟,也就是模型仿真的速度慢于实际系统运行的速度。
(3)超实时仿真,即仿真时钟快于实际时钟,也就是模型仿真的速度快于实际系统运行的速度。
例如大气环流的仿真、交通系统、物流系统的仿真等。
1.2.3 根据系统模型的特性分类(1)连续系统仿真连续系统是指系统状态随时间连续变化的系统。
一般用常微分方程或偏微分方程描述。
(2)离散事件系统仿真离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。
离散事件动态系统,本质上属于人造系统,简称为DEDS(discrete event dynamic systems)。
模型可采用数学方程、曲线、图表、计算机程序等多种形式表征。
基于系统的模型,可分析系统的行为性能及其与系统结构和参数的关系,研究系统的控制和优化。
物流系统就是典型的离散事件系统。
(3)虚拟现实虚拟现实(virtual reality,VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。
虚拟环境是由计算机和电子技术生成的。
通过视、听、触觉等作用于用户,使之产生身临其境的感觉。
1.3 系统仿真的一般步骤第一步要针对研究目的建立系统模型,确定模型的边界。
第二步是仿真建模。
根据系统的特点和仿真的要求选择合适的算法。
第三步是程序设计,即将仿真模型用计算机能执行的程序来描述。
早期的仿真往往采用高级语言编程。
现在更多是采用专用仿真软件。
第四步是程序检验。
程序调试的检验和仿真算法的合理性检验。
第五步对模型进行实验,这是实实在在的仿真活动。
第六步是对仿真输出进行分析。
输出分析在仿真活动中占有十分重要的地位,特别是对离散事件系统来说,其输出分析甚至决定着仿真的有效性。
输出分析既是对模型数据的处理,同时也是对模型的可信性进行验证。
实际的仿真时,上述步骤往往需要多次反复和迭代.1.4 离散事件系统专用仿真语言由于物流系统的复杂性,仿真技术作为这类系统的分析工具使用得日益广泛。
采用一般的高级语言(如FORTRAN,C)实现仿真程序,存在着程序量大、人机界面差、不易维护等缺点。
因此人们迫切需要专用仿真语言作为研究这类系统的支撑工具。
使用仿真语言可以使用户描述模型更为方便和直观,仿真实验运行更为灵活,仿真结果更易于理解。
下面就目前国内外比较有代表性的几种仿真语言进行综述性的说明。
目前几种主要的软件:Arena、AutoMod、Extend、Flexsim、WITNESS、eM-Plant1.4.1 ArenaArena:可用于离散和连续系统。
分为三种版本:Basic:定位于商业运作流程和其它系统,满足高水平的分析需要,能够与Visio结合使用。
Standard:定位于对细节要求比较高的离散和连续系统模型。
Professional:增强了自定义元素的功能。
Arena的特点是:SIMAN仿真语言为其核心;2D动画仿真;自动对输出结果进行比较。
1.4.2 AutoModAutoMod :仿真程序,实验平台,分析平台,3D动画制作平台;软件特点:内含大量针对物料处理系统的模块[车辆,储存系统等];拥有管道和容器模块,能够支持连续型系统;系统元素高度采用参数表示;能够实时的从任何角度观看3D模型;1.4.3 FlexsimFlexsim :采用C++语言和Open GL技术开发;是以离散事件,实物仿真为目的;用于改善生产效率和降低成本;软件特点:能够按照树状结构进行动画显示,可2D和3D表现;所以的视角能同时发生;物体的行为能够完全真实再现;能够让用户引入新的条件进行效果分析;仿真便于交流;1.4.4 WITNESSWITNESS是Lanner Group公司开发的功能强大的仿真软件系统,主要用于离散事件系统的仿真。
它采用面向对象建模的编程方法,建模灵活,使用方便。
当前,WITNESS代表了最新一代离散事件系统仿真软件的水平。
WITNESS经常被用于解决诸如投资规划、物料输送策略、识别生产瓶颈、生产计划与调度、人力需求规划、成本估算等问题。
WITNESS的主要特点是:(1)交互式面向对象的建模环境。
将对象的图形与逻辑关系集成在一起。
在模型建立的任何时刻,允许对某些单元进行修改和定义。
修改完毕,模型将继续运行,不需要重新返回到仿真的初始时刻。
(2)灵活的执行策略。
允许通过交互界面定义各种系统执行的策略。
如排队优先级、物料发送规则等,优先级层次不限。
软件提供了14种基本的输入和输出规则,且允许规则间相互组合。
(3)工程友好性强。
WITNESS所提供的物理单元,充分考虑了可能遇到的各种工程实际需要。
例如,对机器单元,提供加工周期、维修时间、操作工数量、工班等。
机器类型有单件加工型、装配型、批量加工型、分离加工型等。
(4)实时的彩色动画显示。