生产系统建模与仿真实验报告

一、实验名称
Witness仿真软件认识（一）
——排队系统
二、实验目的
1、认识熟悉软件；
2、掌握排队系统仿真，了解排队系统的设计；
3、熟悉系统
元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的用法；4、深入研究系统Part
的用法；5、研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响。

三、实验设备仪器及材料
计算机、Witness仿真软件
四、实验内容
单服务台排队系统仿真（M/M/1）
五、实验原理
1、排队系统是离散事件系统中典型的问题。

排队系统的要素是顾客和服务台。

“顾客”一词可以是人、机器、飞机、零件和信息等任何一个到达系统并需要服
务的实体。

“服务台”指售货员、出纳柜台、机器、生产线、防空系统和通讯设
备等提供顾客所需服务的一切实体。

影响排队系统的主要因素有：到达模式、服
务模式、服务台数、系统容量和排队规则。

2、排队系统指标：
服务台利用率：ρ=λ/μ平均对长：L=ρ*ρ/(1-ρ)
系统中平均顾客数：L=ρ/(1-ρ) 顾客停留时间:W=L/λ=1/(μ-λ) 平均等待时间：WQ=λ/[μ*(μ-λ)]
六、实验过程及步骤
1、元素定义（Define）
本排队系统共有6个元素，具体定义如下表：
仿真模型图
2、元素可视化（Display）设置
（1）、Part元素可视化设置：在元素选择窗口guke元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“顾客”，Icon选择图片。

（2）、Buffer元素可视化设置：在元素选择窗口paidui元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“排队队列”，Icon选择图片，Rectangle 和PartQueue。

（3）、Machine 元素可视化设置：在元素选择窗口fuwuyuan元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“服务员”，Icon选择图片，PartQueue。

（4）、Variable元素可视化设置：在元素选择窗口jifen0元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“队列积分”，和Value。

（5）、Timeseries元素可视化设置：在元素选择窗口duichang元素，鼠标右键点击Display，跳出Display对话框，设置其Text为“队列长度”，和Timeseries。

3、元素细节（Detail）设计
（1）、对Part元素guke细节设计
Type：Active
Input to Model.Inter Arrival：-5*LN(RANDOM(1))
Lot Size：1
Input to Model. To…：PUSH to paidui
Actions on Create：ICON=141
（2）、对Part元素jifen细节设计
Type：Active
Input to Model.Inter Arrival：1.0
Lot Size：1
Input to Model. To…：PUSH to SHIP
Actions on Create：jifen0=jifen0+NPARTS(paidui)
（3）、对Buffer元素paidui细节设计
Capacity：100
（4）、对Machine元素fuwuyuan细节设计
Type：Single
Input.From：PULL from paidui
Duration.Cycle Time：-4*LN(RANDOM(2))
Output.To…：PUSH to SHIP
（5）、对Timeseries元素duichang细节设计
Recording：5.0
在Plot Expressions下第一个Plot中将“Undefined”改为NPARTS(paidui) 在Plot Expressions下第一个Plot中将“Undefined”改为NPARTS(fuwuyuan) 七、实验数据处理
仿真时间：5000
第一组数据：顾客的伪随机数流是1，服务员的伪随机数流是2；
第二组数据：顾客的伪随机数流是2，服务员的伪随机数流是2；
第三组数据：顾客的伪随机数流是5，服务员的伪随机数流是2；
第四组数据：顾客的伪随机数流是8，服务员的伪随机数流是2；
第五组数据：顾客的伪随机数流是10，服务员的伪随机数流是2。

第一组数据队列长度图第二组数据队列长度图
第三组数据队列长度图第四组数据队列长度图
第五组数据队列图
队列积分数据
顾客数据
对五组数据分别计算其平均值：
队列积分：13189
顾客：进入顾客=980 等待服务的顾客=2 平均等待服务的顾客=3.41 顾客平均间隔时间=17.34
排队：进入顾客=980 最大对长=20 平均对长=2.64 平均排队时间=13.39 服务员利用率：77.05%
通过改变“顾客”的伪随机数流，在相同的仿真时间内，不同顾客的服务时间和顾客的到达特性，所对应的仿真结果有所不同。

顾客的到达特性和顾客的服务时间都影响着排队系统的最大对长、最小对长和平均对长以及平均每位顾客的等待时间。

但是，五组不同的仿真结果显示出在队列积分、顾客、排队和服务员利用率等数据中，数据接近，变化幅度不大，利用率也基本接近80%，可以认为仿真结果合理。