曾华艳组离散事件系统仿真大作业

新疆财经大学实验报告
课程名称：物流管理综合实验
实验项目名称：系统建模与仿真
学号： 2013104059
姓名：曾华艳
班级：物流管理11-1
指导教师：林秋平
2014年 6月 2日
新疆财经大学实验报告
《铁路局联通营业厅排队仿真分析实验报告》
一、实验目的
(一)通过对铁路局联通营业厅运作的观察，建立计算机仿真全过程，对营业厅运作进行数据采集、建模和仿真分析，为联通营业厅提出改进和优化方案的建议。

(二)通过这次实验活动，全面了解计算机仿真技术在物流领域、生产制造领域等离散事件系统中的应用，理解仿真技术如何辅助管理人员进行决策。

(三)通过分组合作的形式，提供一种系统仿真工作中常见的团队协作方式的实践体验，培养协调工作、共同完成任务的能力。

二、系统描述
人们进入联通营业厅，首先要通过取票系统拿到自己的号，先在等待区等待叫号系统报自己的号。

一共有2个服务台，2个服务台同时工作，哪个服务台叫到几号，拿这个号码的人就去哪个服务台，叫号系统按顺序叫号，2个服务台叫号不会发生重复现象。

我们组决定针对铁路局联通营业厅叫号排队办理业务的过程进行研究，因此我们采集了仿真模型相关数据。

记录了每位顾客到达时间、等待时间和离开时间。

将收集的数据整理，录入excel中，并计算出了顾客的到达时间间隔和被服务时间，再利用flexsim建立仿真模型进行仿真分析与优化。

三、小组分工
（一）本组成员
1.组长：曾华艳
2.组员：晁芙蓉、陈磊、阿尔孜姑丽、宗泽宁、张振恒
（二）小组分工
1.调查收集数据和模型优化：全体成员
2.数据录入：晁芙蓉、张振恒、阿尔孜姑丽
3.数据处理：宗泽宁、阿尔孜姑丽
4.仿真模型建立与分析：陈磊、曾华艳
5.实验报告：曾华艳、晁芙蓉、宗泽宁
6.PPT 制作：张振恒、陈磊
四、实验过程
(一)数据的收集与处理
1.本组对铁路局联通营业厅叫号排队等待被服务系统进行了为期一周的数据采集。

小组成员分为两组，在联通营业厅进行观察，记录该营业厅在13时15分到18时05分之间的顾客到达时间间隔和排队等候时间。

2.我们以两个服务台为调查对象，两组成员分别观察，组内成员一名组员负责计时，另外一名组员负责记录。

3.将收集的数据录入excel中，并计算出顾客到达时间间隔和被服务时间以及顾客平均到达时间间隔和顾客平均被服务时间。

（二）分布拟合
1.顾客等待时间的分布拟合
（1）输入原始数据
将excel里处理过等待时间的数据导入ExperFit中，建立一个项目，把到第一个服务台接受服务的顾客的排队间隔数据粘贴到ExperFit中。

图1 从excel复制数据到ExperFit中
（2）数据适用性检验
做独立性检验、同质性检验、平稳性检验，分别得到散点图、自相关图、直方图分别如图2、图3和图4。

图2 散点图
散点图是按照时间排列观察值，在坐标系里绘出所有相邻数据点的图。

若散点图显示某种趋势，则说明数据之间存在依赖性，不独立。

若散点图很散乱，无趋势，则说明独立。

图2中的散点图很散乱、无趋势，说明数据是独立的或者
是随机的。

图3 自相关图
自相关图是反映数据间相关系数的图，若所有相关系数都接近于0，则数据
独立。

根据图3所示，所有相关系数都接近于0，说明数据独立。

图4 直方图
同质性检验是检查数据是否服从同一分布。

观察数据的频率直方图，如果该图有两个或者两个以上的峰值，则认为数据不同质。

图4中只有一个峰值说明数据同质。

（3）执行拟合
进入Models，单击Automated Fitting，ExperFit会自动执行拟合，并弹
出拟合结果窗口：
图5 执行拟合
Expertfit会根据拟合好坏给拟合的分布打分排序，分数越高，拟合越好，
对于连续分布，还会给出绝对评价，如果评价结果是bad，则说明拟合不好，可
以拒绝该分布；如果评价结果是good或者borderline，则建议进行后续的拟合
优度检验，以进一步确认是否接受该分布。

图5中可以看到第一个分布的评价结果是bad，说明拟合不好，拒绝该分布。

因此数据不适用理论分布拟合，下面我们使用经验分布拟合，我们的排队等待时间就应该是经验分布。

（4）经验分布拟合
将原始数据输入建立的新项目中，到经验分布applications中执行拟合，得到一个全局表，如图6所示。

图6 顾客到达时间拟合结果
2、被服务时间
（1）输入原始数据
将excel里处理过的服务时间的数据导入ExperFit中，建立一个project 项目，把第二组服务台处理时间间隔数据粘贴到ExperFit中。

图7 从excel复制数据到ExperFit中
（2）数据适用性检验
做独立性检验、同质性检验、平稳性检验，分别得到散点图、自相关图、直方图，分别如图8、图9和图10。

图8 散点图
图8中的散点图无趋势，说明数据是独立的。

如图9所示，所有相关系数都接近于0，说明数据独立。

图10 直方图
图10中显示的数据频率直方图只有一个峰值，说明数据同质，即数据服从
同一分布。

（3）执行拟合
进入models，单击automated fitting，ExperFit会执行拟合，并弹出拟合结果窗口：
图11 拟合结果
Expertfit会根据拟合好坏给拟合的分布打分排序，分数越高，拟合越好，对于连续分布，还会给出绝对评价，如果评价结果是bad，则说明拟合不好，可以拒绝该分布；如果评价结果是good或者borderline，则建议进行后续的拟合优度检验，以进一步确认是否接受该分布。

图11中可以看到第一个分布的评价结果是bad，说明拟合不好，拒绝该分布。

因此数据不适用理论分布拟合，下面我们使用经验分布拟合，我们的排队等待时间就应该是经验分布。

（4）经验分布拟合
将原始数据输入建立的新项目中，到经验分布applications中执行拟合，得到一个全局表，如图12所示。

图12 顾客到达时间拟合结果
（三）构建原始系统计算机仿真模型
1.模型实体设计
实体流程图如图13所示：
图13 联通营业厅服务流程实体流程图
（1）启动新建模型
双击桌面上的Flexsim图标，默认会出现Startup Wizard。

选择“Build a New Model”。

我们需要选择时间、长度、和流体的单位，选择的单位会被应用在整个模型中。

对于铁路局联通营业厅模型，我们选择使用以下单位：
时间单位：秒。

长度单位：米。

流体单位：升。

图14 新建模型
（2）创建实体
创建一个发生器，命名为发生器1，从库中拖出一个暂存区，2个处理器，1个吸收器。

放置与命名方式如下。

命名一个实体：双击实体，在属性框的顶部改变实体名字，然后点击确定。

本模型创建的实体及命名如图14所示：
图15 创建实体及命名
（3）端口连接
点击按钮或者按住A键进入连接模式，有两种连接方式可以用来连接两个实体拖动至另外一个实体。

发生器1与暂存区1连接，把暂存区1与处理器1、处理器2分别连接。

把处理器1和处理器2分别连接至吸收器1。

如图16所示：
图16 端口连接
2.参数设置
（1）对离散实体进行设置，由于时间间隔数据的拟合为经验拟合，所以要做全局表，将经验拟合所得的数据输入其中，如图17所示：
图17全局表GlobalTable2
（2）对发生器到达时间间隔设置为统计分布中的经验分布，表格名称选择为全局表GlobalTable2。

（3）暂存区属性的临时实体流的发送至端口中选择排队最短的。

（4）对两台处理器分别进行设置，服务时间进行经验拟合后得出数据将其输入到全局表GlobalTable1，处理器的加工时间的统计分布中的经验分布表格名称为GlobalTable1，如图18所示：
图18全局表GlobalTable1
3.重置与运行模型
单击主视窗左上角按钮。

重置模型可以保证所有系统变量都是
初始值，并将模型中所有流动实体清除。

单击主视窗上部按钮即可运行模型。

模型运行时的截图如图19所示：
图19 运行模型
这时候可以看到临时实体（客户）进入暂存区，并且移动到指定的处理器，然后进入吸收器。

要停止运行，可随时按按钮。

要加快或减慢模型运行速度，可左右移动视窗底部的运行速度滑动条，如图20所示。

移动此滑动条可以改变仿真时间的速度，它完全不会影响模型运行的结果。

图20 时间控制工具条
由实验器计算出等待区的平均等待时间，分析结果如下：
图21 顾客平均等待时间
图22 顾客平均队长
结论：
由优化前的仿真模型分析，优化前由实验器计算出等待区的平均等待时间，从图21-22中看出暂存区中的顾客平均等待时间一般在4-10分钟。

暂存区的顾客平均队长一般在4-10人。

艾瑞数据调查显示：中国人的平均等待时间在5-6分钟，因此顾客在等候区等待服务时间较长，未能达到理想状态。

五、解决方案
方案一：在优化前模拟的基础上添加一台处理器，缓解等待区的等待时间。

方案二：通过提升业务员的处理效率，从而改善叫号排队现象。

图23是针对方案一进行的模型优化截图：
图23 优化后模型与3D模型截图
由实验器计算出等待区的平均等待时间，分析结果如下：
图24 顾客平均等待时间
图25 顾客平均队长
结论：
在优化后模型中，从图24和图25中可以看出暂存区的顾客平均等待时间一般在2-6分钟。

暂存区的顾客平均队长在2-6人。

在添加了一台处理器后，顾客平均等待时间明显缩短，这样很好的保证了服务效率。

因此建议联通营业厅可以再增加一个服务台来缩短顾客平均等待时间。

六、实验结论
通过对运行模型进行观察，每个服务台都在不断地服务顾客。

由实验器计算出等待区的平均等待时间和处理器的平均处理时间。

根据计算结果制定了两个方案。

方案一：
通过计算顾客平均等待时间，发现平均等待时间过长，为了使联通营业厅能提供更好的服务，应增加一个服务台使总体效率得到有效的提高。

实验得出的平均等待时间为4-10分钟，因此建议联通营业厅增设一个服务台来缩短顾客平均等待时间。

优化后模型结果证明加设一个服务台能够使等待时间大大缩短至6分钟以内。

方案二：
提高每个服务台的办理效率，缩短服务时间，达到更好的服务能力，进而提高顾客体验。

七、实验心得
此次铁路局联通营业厅排队仿真分析实验对于我们组来说是一个巨大的挑战，尽管它的模型很简单，数据也比较容易分析，但是在实验过程中还是遇到了
许多问题，这让我们在克服困难解决问题的时候明白了平时的积累很重要，还有就是自学能力也是必不可少的一种能力，不能什么都等待别人来告诉你做什么或者怎么做，令人欣慰的是我的组员们并没有因为自己不会或者不擅长就放弃，也没有因为一遇到困难就退缩，就逃避，而都是积极主动地为团队出谋划策。

正是由于每一位组员的坚持不懈和同甘共苦，我们组才顺利完成了此次仿真分析实验。

通过此次实验学会了很多flexsim的使用方法和技巧，更加了解flexsim 的实验目的与实验基本步骤，每位小组成员都积极加入此次实验的调查和该项目的制作并发挥自己的特长，尽自己最大的努力完善模型，通过明确细致的分工和团队合作，尝试去解决现实生活中所遇到的排队问题，大家都很团结,相互配合完成项目。

让大家明白团队合作的意义和感受这种相互学习以及取长补短的裨益，增加大家的团队合作能力和配合意识。