物流系统仿真 第一章
物流仿真软件Flexsim入门1(PPT60页)
37
资源类对象
• Fixed Resource 类对象一般是仿 真模型中的主干 对象
• 此类对象决定了 模型的流程
38
执行类对象
• Task Executer对象可从Fixed Resource 对象中获取并执行任务，如物料搬运或 生产操作等。
• 一个Task Executer对象可以向其他Task Executor对象指派任务，或者管理模型 中所有的Task Executers对象。
– 客户机上安装：
• Visual C++ .net • Flexsim软件 • hdd32.exe （加密狗驱动） • 在Flexsim安装目录生成一个network.txt文件
24
§8.2 Flexsim简介
8.2.3 Flexsim应用案例 配送中心拣选仿真 仓储系统入／出库仿真 产品库分拣仿真 高速公路仿真 供应链仿真 集装箱码头仿真 生产物流仿真 机场仿真 医院仿真 城市应急系统仿真
§8.2 Flexsim简介 8.2.4 Flexsim功能
Flexsim在系统生命周期各阶段的应用： (1)系统建立和实施前：对规划设计方案进行评
价、修正
(2)系统建立后：评价 (3)系统改造和功能扩展：用模型进行可行性分
析
§8.2 Flexsim简介
8.2.4 Flexsim功能 Flexsim可以达到以下效果：
提高资源利用率 减小等待时间和排队长度 有效分配资源 提高设备的利用率 减小等待时间和排队长度 有效分配资源 消除缺货问题 把故障的负面影响减至最低
§8.2 Flexsim简介
8.2.4 Flexsim功能
把废弃物的负面影响减至最低 研究可替换的投资概念 决定零件经过的时间 研究降低成本计划 建立最优批量和工件排序 解决物料发送问题 研究设备预置时间和改换工具的影响 优化货物和服务的优先次序与分派逻辑 在系统全部行为和相关作业中训练操作人员 展示新的工具设计和性能 管理日常运作决策 …
物流仿真完整版
配送中心仿真报告一、建立概念模型1．系统描述3个供应商有3 种产品供三个3个生产商采购，每个生产商采购不同的产品，这3个供应商的3种产品都有很大的供货量，所以，当有订单来时，即可发货。
仿真的目的是研究该配送中心的即时库存成本和利润，并试图加以改善。
2．系统数据表1 配送中心供应商信息表供应商产品类型产品颜色生产时间一1红服从均值为4方差为2的正太分布二2黄固定时间1小时三3蓝服从1~3的均匀分布表2 配送中心信息表货架存放产品安全库存最大库存一11030二21030三31030表3 配送中心生产商信息表生产商采购产品类型生产时间缓冲区仓库采购产品比例一1、2、3均值17方差2的正太分布1、2、3总和不超过5按15%产品1、35%产品2、50%产品3生产二按照表4打包配送服从参数为133托盘的指数分布三2、3固定时间15小时2、3产品分布不超过3、3按50%产品2、50%产品3生产表4 生产商2采购配送表（时间1、2、3、4、5间隔为10小时）时间1时间2时间3时间4时间5 122132120121110配送中心成本和收入：进货成本4元/件；供货价格6元/件；每件产品在配送中心存货100小时费用1元。
3．概念模型二．建立Flexsim模型1．模型实体设计模型元素系统元素备注Flowitem 产品Source发生产品 3 个Source 发生产品的速度相同且快于供应商供应速度最后一个Source产生托盘前3个Processor 供应商3个Processor 加工速率不同，按照模型的系统数据进行设定Rack 配送中心 3 个Rack 分别对应3 个供应商Queue 生产商仓库4个Queue 订货条件不同，根据模型的系统数据进行设定后三个Processor 生产商 3 个Processor 加工速率不同，按照模型的系统数据进行设定Combiner打包机对产品进行打包Sink 产品收集装置产品的最终去处2．在模型中加入实体3．模型连线第4 步：Source 参数设置因为三个Source 在这里只是产生产品的装置，所以对三个Source 做同样的设定。
在线网课学习知道《物流系统仿真技术(山东交通学院)》单元测试考核答案
第一章单元测试1.【多选题】正确答案：ABCD物流系统的特征包括（）。
A.物流系统是一个动态的复杂系统B.物流系统是一个大跨度、多目标系统C.物流系统是一个“人机系统"D.物流系统是一个多层次的可分系统2.【多选题】正确答案：ABCD下列是系统绩效指标的有（）。
A.利用率B.通过时间C.增值时间D.通过率3.【多选题】正确答案：ABCD数学和实验方法存在着一定的局限性，具体表现在（）。
A.传统数学、运筹学方法，存在着一定的局限性B.系统无法恢复或者实验条件无法保证C.在系统上进行的实验会造成巨大的破坏和损失D.系统可能还处在方案论证或设计阶段，在系统建成之前无法在新的系统上直接进行实验4【判断题】如果没有数据可以使用，也无法估计出需要的数据，则不应该使用仿真。
（）A.错B.对5【判断题】根据系统的物理特征，可以将系统划分为两大类，即工程系统和非工程系统。
（）A.错B.对第二章单元测试1.【多选题】正确答案：ABD离散事件仿真模型的三层次模型包括（）。
A.详细模型层B.概念模型层C.数据模型层D.计算模型层2.【多选题】正确答案：ABCD实体流图法常用的图示符号（）。
A.箭头表示逻辑关系B.圆角矩形框表示开始和结束C.菱形框表示判断D.矩形框表示事件、状态、活动3.【多选题】正确答案：ABCD离散事件系统要素包括（）。
A.属性，状态B.活动，进程C.实体，事件D.仿真时钟，系统环境4【判断题】离散事件系统仿真时钟的推进步长是固定的，取决于系统的当前状态和事件发生的条件。
（）A.对B.错5【判断题】活动周期图以临时实体在系统中的流动过程为主线，永久实体浓缩于表示状态和事件的图示符合中，队列作为一种特殊实体。
（）A.对B.错第三章单元测试1.【多选题】正确答案：ABCD仿真软件的功能包括（）。
A.仿真结果的分析与演示B.模型描述的规范及处理C.模型和数据的存储与检索D.仿真实验的执行与控制2.【多选题】正确答案：ABCD选择仿真软件时，需要考虑许多相关特性，下列属于建模特性的是（）。
第一章物流系统仿真基础
建立新的块是很容易的，定制和添加你私人的Enterprise Dynamics套件，创造或定制Enterprise Dynamics的套件没有 技术的限制。
Page ▪ 22
第一章 物流系统仿真基础
物流系统仿真 ——从理论到实践
——系统仿真逐渐成为一门独立的学科
Page ▪ 5
第一章 物流系统仿真基础
物流系统仿真 ——从理论到实践
1.2 连续系统和离散系统的仿真 离散事件系统： 状态变量随时间呈离散状态变化的系统。一个模型的形式
描述为：
M={T,U,X,Y,Ω,λ} 其中，T为时间素；U为状态变量；X为输入变量；Y为输出变量
模型构造与 数据收集
No
模型确认
Yes
仿真程序编 制与验证
Yes
模型确认
Page ▪ 10
仿真实验设 计
模型的仿真 运行
No
仿真结果的 输出与分析
形成研究报告、 文档，为决策 提供依据
第一章 物流系统仿真基础
1.5 常用物流系统仿真软件 系统仿真的相关技术
（1）建模与仿真方法学。 （2）仿真算法。 （3）仿真软件。 （4）仿真计算机/仿真器。 （5）虚拟现实技术 （6）分布仿真技术
；Ω为状态转移函数；λ为状态空间。
连续系统： 系统的状态变量随时间变化而发生连续变化。这类系统的
动态特性可以用微分方程或一组状态方程来描述，也可以用一 组差分方程或一组离散状态方程来描述。
Page ▪ 6
第一章 物流系统仿真基础
1.2 连续系统和离散系统的仿真 离散事件系统与连续系统的区别
（1）时间基。 （2）输入变量和输出变量。 （3）状态变量。 （4）状态转移函数。 （5）状态空间。
物流系统仿真 第一章PPT课件
Ai,Si 怎么能知道呢?-- 需要进行输入数据的分析
*
ZBJV1.0
12
1.2 离散系统模拟的基本方法
计算机模拟的基本过程：
A
系统分析 初建模型
实验性模拟
N 模型合 适否? Y
输入数据 收集分析
实验设计 模拟
建立或修 改模型
输出数据 分析
编制程序
*
A
建立文档
ZBJV1.0
13
1.3 模拟语言简介
1. 模拟可使用各种计算机高级语言 2. 专用模拟语言的优点:
1.通用性好. 提供常用的功能模块 2.模块设计原则与模拟过程相仿 3.具有动态存储分配功能, 速度快 4.有标准输出 5.面向过程,简单明了
5)实体: 系统中与研究目的有关的人, 物, 设备等系统 的组成因素。分流动（活动）实体和永久实 体。
1.理发师状态 2.排队长度 3.各顾客到达时间 4.各顾客服务时间 5.模拟钟时间
6)模拟钟: 模拟模型中表示时间的变量。
*
ZBJV1.0
9
1.2 离散系统模拟的基本方法
例:单窗口排队系统 (M/M/1)
8
1.1 概述
3.模拟模型中常见的术语
1)系统变量: 描述系统特征的各种指标或性能, 常随 时间变化。
2)参数: 表征各种系统变量的值。
例：理发店系统模型
3)系统的状态: 某个指定时刻, 所有系统变量的集合。
的系统变量为：
4)事件: 导致系统状态发生变化的过程。不引起系统 状态变化的过程不称为事件。
物流仿真软件Flexsim入门1(PPT60页).pptx
本课程学习内容
CH1 绪论 CH2 物流与供应链基础 CH3 设施选址 CH4 设施布置设计 CH5 物料搬运系统设计 CH6 仓储、库存及其系统 CH7 设施布置问题的模型、算法与量化技术
CH8 物流仿真软件Flexsim入门
CH8 物流仿真软件Flexsim入门
§8.1 物流系统仿真概述 §8.2 Flexsim简介 §8.3 Flexsim基本概念及开发步骤 §8.4 实例介绍 §8.5 高级开发简介
– 客户机上安装：
• Visual C++ .net • Flexsim软件 • hdd32.exe （加密狗驱动） • 在Flexsim安装目录生成一个network.txt文件
24
§8.2 Flexsim简介
8.2.3 Flexsim应用案例 配送中心拣选仿真 仓储系统入／出库仿真 产品库分拣仿真 高速公路仿真 供应链仿真 集装箱码头仿真 生产物流仿真 机场仿真 医院仿真 城市应急系统仿真
Simulation is the imitation of a dynamic system using a computer model in order to evaluate and improve system performance.
§8.1物流系统仿真概述
8.1.1 系统仿真的概念
系统仿真的方法应用于各领域：如工程类系 统（机械、化工、电力、电子等），非工程 类系统（交通、管理、经济、政治等）。
• 开始菜单 / Flexsim 3 / Flexsim License Activation
23
Flexsim软件的安装步骤（网络版）
• 网络版
– 服务器上安装：
• 加密狗 • hdd32.exe（加密狗驱动）(HASP device driver) • aksmon32.exe （服务器监控程序） • lmsetup.exe （服务器序列号管理器） ***上面三个文件在网络版安装光盘的目录下可以找到
物流系统建模与仿真1——绪论
系统、模型、仿真三者之间的关系(续)
系 统
系统建模 仿真建模 仿真实验
模 型
仿真
系统、模型和仿真的关系图
系统、模型、仿真三者之间的关系(续)
现代仿真技术：将仿真活动扩展到上述三个方面，并将其统一到同一环境中。 系统建模 基本定律及系统辨识等方法计算机程序化 用仿真方法确定实际系统的模型 基于模型库的结构化建模 采用面向对象建模（Object- Oriented Modeling）方法，在类库 的基础上实现模型拼合与重用 仿真建模 许多新算法和新软件 模型与实验分离技术，即模型的数据驱动（data driven）。 仿真问题分为两部分：模型与实验 模型又分为两部分：参数模型和参数值 仿真实验 将实验框架与仿真运行控制区 实验框架定义一组条件 输出函数的定义也与仿真模型分离开来
系统思想的回顾
类 别
实例
内容
对系统论的主要贡献 1.世间万物由要素组 成，要素之间存在相 互联系； 2.要素的不同组合、不 同结构可以形成世间 万物； 3.将阴阳平衡思想应用 于医学，成功地分析 了人的生理系统，发 展了中国医学； 4.根据对军事对弈中敌 我彼此关系的分析， 提出的对策直接贡献 给了系统科学中的对 策理论。
几个例子（续）
2、气囊弹射速度确定 （1997年，美国）原来设置为220英里/小时，在加拿大一年统计： 6000件事故，救了4000人，打死2000人；1997年12月美国众议院 通过，调整到180英里/小时。 根据建模和仿真计算，正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01秒 内微处理器开始工作，0.03秒内点火装置启动，0.05秒内高压气体进入 气囊，0.08秒内气囊向外膨胀，0.11秒内气囊完全胀大，此刻之后，驾 车者才会撞上气囊。 3、美国三种典型导弹研制过程建模和仿真技术的作用 原计划发射 仿真后实发 节省导弹 节省费用（单位：千万美元） 40 129 71 8． 0 4． 2 2． 5
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
《物流系统优化与仿真》课程教学大纲
《物流系统优化与仿真》课程教学大纲—、课程基本信息课程代码：课程名称：物流系统优化与仿真英文名称：Logistics system optimization and simulation课程类别：专业课学时：32学分：2适用对象：物流管理专业考核方式：考查先修课程：物流学二、课程简介物流系统优化是实现物流管理LI标、体现物流管理效率与效益的必要过程和手段。
物流系统优化主要有运筹学方法、智能优化方法和模拟仿真法三种方法。
运筹学优化方法一般是建立在一个物流系统的数学模型基础之上的，智能优化方法为复杂物流管理决策问题提供了重要的可行性解决方案。
系统仿真是根据被研究的系统模型，利用讣算机进行实验研究的方法，U前仿真技术是分析、研究复杂物流系统的重要工具，也成为物流工程技术人员的一项重要技能。
本课程力求从物流系统优化与仿真的各个方面进行比较全面的介绍。
即强调优化和仿真的方法学和技术，乂立足于物流系统的管理决策问题的解决。
Logi stics system optimization is the necessary processes and measures to reach the objective of Logistics Management, represent the effectiveness and benef it of Log i stics Management. There are three main methods of Logi stics system optimization which are operation research, inteI Iigent optimization, and system Simulation. Operation research i s genera I Iy construeted on the mathematics mode I of a logi stics system. I nteI Ii gent optimization prov i des solution for comp Ii cated logi stics dec i s i on. System simulation i s a exper imentai study method based on computer and the prob Iem mode I that researched. At prese nt, sys tem Simula tion is a n important tool to ana I yze and study the comp Iicated logi stics system, and a I so an important skill for Iog i stics eng i neer. Th i s curr i cuIum has a comprehens i ve i ntroduction of Iog i stics system optimization and Simulation, emphas i ze on the method ofoptimization and Simulation, and so Ive the prob Iem of logi stics dec i s i on as well.三、课程性质与教学目的课程性质：《物流系统优化与仿真》是物流管理专业的一门专业选修课，是一门根据被研究的物流问题建立物流系统模型，利用计算机进行实验研究的仿真方法，是分析、研究复杂物流系统的重要工具。
物流系统建模与仿真(1)
物流系统具有复杂性、动态性、开放性、地域性等特点。
物流系统目标
物流系统的目标是实现物品从供应地向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输 、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来，实现用户要 求的过程。
建模与仿真在物流系统中的应用
01
建模方法
02
仿真技术
建模是通过对物流系统进行抽象和简 化，用数学语言描述系统的结构和行 为，以便于分析和优化。常见的建模 方法包括排队论、Petri网、系统动力 学等。
混合系统仿真技术
离散-连续混合仿真
同时考虑物流系统中的离散事件和连续变量，采用离散事 件仿真和连续系统仿真相结合的方法进行建模和仿真。
基于多智能体的混合仿真
利用多智能体技术，将物流系统中的不同实体抽象为智能 体，通过智能体之间的交互和协作来实现混合系统的仿真
。
基于云计算的混合仿真
借助云计算平台强大的计算能力和资源调度能力，对大规 模、复杂的物流系统进行混合仿真，提高仿真的效率和准
介绍一些成功应用多智能体技术进行 物流系统建模和仿真的案例，如京东 物流、顺丰速运等。
大数据在物流系统建模与仿真中的应用
大数据技术概述
在物流系统中的应用
案例分析
大数据技术是一种处理海量数据 的方法，通过数据挖掘、分析等 技术，提取有价值的信息和知识 。
大数据技术可用于物流系统的数 据分析、预测和优化，如通过分 析历史运输数据，预测未来运输 需求，优化运输路线和计划。
依据，提高决策水平。
降低运营成本
通过建模与仿真，可以预测和优化物 流系统的运行过程，降低运营成本，
提高企业的经济效益。
优化资源配置
建模与仿真可以帮助企业发现资源利 用的不足和浪费，从而优化资源配置 ，提高资源利用效率。
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。
物流系统模拟与仿真课件ppt35页
物流系统仿真应用
30
31
32
型；
7
中国人口问题？
SARS!
2003的记忆
8
9
仿真的作用与优缺点
仿真的作用？ 仿真的优点？ 仿真的缺点？ ——到学期中和学期末再来讨论一下
10
仿真的作用
对已经发生的系统历史过程， 用于理解实际系统，进行
通过仿真进行再现，以研究 What if分析
其规律
用于对一个系统的多种方案
研究一个尚未存在的对象系 对比研究
系统
按照某些规律结合起来、相互作用、相互依存的所有实 体的有机组合。
模型
对应的真实对象、真实关系中那些有用的、令人感兴趣 的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述，以各 种可用的形式提供被研究系统的描述信息。
13
仿真 Simulation
仿真(Simulation)是对实际过程或系统随时间变化的运作的 模仿(imitation, mimic)。仿真通过建立系统模型(System model)来描述实际系统的行为。
20世纪80年代中期 集成化建模与仿真环境
20世纪90年代
可视化建模仿真，虚拟现实仿真，分布交互仿真
19
系统建模与仿真的发展趋势
90年代以来，计算机仿真技术朝着一体化建模与仿真环境 的方向稳步发展。新的研究热点如：
面向对象仿真（object-oriented simulation, OOS） 定性仿真（qualitative simulation, QS） 智能仿真（intelligence simulation, IS） 分布交互仿真（distributed interactive simulation, DIS） 可视化仿真（visual simulation, VS） 多媒体仿真（multimedia simulation, MS） 虚拟现实仿真（virtual reality simulation, VRS） Internet网上仿真
物流系统仿真案例全套教学课件
2.2.2 办公桌建模过程
1.模型假设 ①面板板材、桌腿板材、托盘库连续供应； ②不考虑加工设备出故障的情况； ③人工操作设备均配置一名员工。
2.2.2 办公桌建模过程
2．系统实体与仿真元素关联
表2-1 基础物流对象与系统实体的对应关系
2.2.2 办公桌建模过程
建模过程中用到的其他物流对象： 1）Broker WorkerPool Worker WorkerPlace FootPath 这组资源类对象配合使用实现工人操作设备的功能； 2）Method 和Variable 这组信息类对象灵活控制仿真过程； 3）TableFile 和TimeSequence 这组信息流对象记录仿真运行过程 中的各类数据信息表； 4）Gauge(多以文本、条形图或饼形图的形式显示缓存区存量数据) 和 Plotter(以线型图形式显示) 这组用户接口对象动态显示仿真结果。
Ø 离散制De造sc企rip业tio产n品of结th构e c复om杂p、an生y’产s s组ub织c难on，te目nts前，物流仿 真技术已经应用于离散制造业的各个方面，如在FMS仿真、 AGV路线规划、库存管理仿真、设备利用率平衡、预测生产 计划和生产线的布局规划等方面都有广泛的应用。
Ø 面向离散制造系统的虚拟仿真包括建模、规划和优化评价 三个层次，以建模为支撑，以规划为主线，以优化为目标， 形成虚拟生产系统规划方案，通过对方案的分析和对比，优 化改进，最终输出生产制造系统设计的优化方案。
3）提取表3 中的颜色信息指派给当前进入检验区的桌面图标， 且用colorindex全局变量实时传出表中值，并配合color
1
方法将颜2色指派给进入检验区的桌面。
实现此功能的程序（见P23） 4
图2-20 colortable对象表格设置及效果图
物流系统仿真 第1章
围绕这个理论框架的基 本原理 掌握两种仿真软件 Ralc软件和Em-plant软 件
系统建模
对象 对象 系统 系统
仿真试验
系统 仿真建模 系统 模型 模型
仿真 仿真 模型 模型
5
第一章 概论
本章内容简介
系统仿真的作用和优缺点 相关基本概念 连续系统和离散事件系统仿真 系统仿真的发展与应用
7
一、系统仿真作用与优缺点
对一个复杂的实际系统，人们通常采用什么 方式研究？
一个未执行的军事行动 一个正常运行的核电站放射泄漏应急方案 一台尚未有前例的临床手术 一个待建的物流配送中心
8
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
9
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 型；
作为沟通工具； 培训；……
往往多个作用并存
25
仿真的优势
Hale Waihona Puke 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？？…
26
Advantages of Simulation
Only way to study complex systems Can control conditions better than reality Accounts for uncertainty within the system Time is condensed Does not disturb the real system Modeling is almost always cheaper than experimenting on the actual system. Does not attempt to offer precision Quick study of many “what-if” scenarios Animated models are more convincing than just numbers Working on a simulation model helps you think about the problem and gives insight, sometimes so much insight that simulation is no longer necessary to solve the problem!!
第章物流系统仿真
系统模型建立 仿真模型建立 仿真实验
三 系统仿真的三个发展阶段
1 直观模仿
❖ 在这个阶段;人们只是对自然物进行直观模仿 它的特点是：模仿自 然物的外部几何形状和由几何形状产生的某种功能
❖ 仿真的目的在于研究自然物的某种优点;以便将它移植列人工工具 上;即目的在于发展模型本身
36 物流系统仿真
•系统仿真概述 •蒙特卡洛法 •计算机仿真 •物流系统仿真
1 系统仿真概述
一 系统仿真
什么是系统仿真
❖系统仿真是利用系统模型在仿真的环境和条件下;对系 统进行研究 分析和试验的方法
❖其它关于仿真的定义：
➢ 系统仿真是在数字计算机上进行实验的数字化技术;包括数字 与逻辑模型的某些模式;这些模型描述某一事件或经济系统在 若干时间周期内的特征雷诺T H Naylor于1966年提出的仿真定 义
总系统设计仿真模型;通过粗略仿真;从中分析出解弱环节或关键子系 统 然后再针对这些薄弱环节或关键子系统构造详细的仿真模型;进一 步仿真;以便进行更深入详细的分析
五 系统仿真的类型
按仿真实验的方法分类
❖ 物理仿真法和数学仿真法
➢ 物理仿真也称实体仿真 一般仿真的过程是以物理性质和几何形状相似 为基础;而其他性质不变的仿真
二 蒙特卡洛法的基本原理
基本原理
❖在所研究的系统中;采用某种特定方法产生随机数和随 机变量 仿真随机事件;对输出结果进行统计处理;从而 得到问题的解的一种数值计算方法
❖蒙特卡洛法的理论基础是概率论中的大数定律 即在相 同的条件下对事件A进行n次独立实验;当n无限增大时; 事件A的n个观测值的平均值依概率收敛于其数学期望
➢ 离散系统的仿真又分为两类：一类是离散时间系统的仿真;一 类是离散事件系统的仿真 离散时间系统的仿真是每隔规定的 时间间隔取一个分析系统的数据点;这种仿真又叫定时仿真法； 离散事件系统的仿真是根据发生的事件的瞬间作为分析事件的 数据点;这种仿真又叫事件仿真法
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
服 务
离 开
服务台
服务
排 队
离开
06:27
ZBJV1.0
7
1.1 概述
3.模拟模型中常见的术语
1)系统变量: 描述系统特征的各种指标或性能, 常随 时间变化。 2)参数: 表征各种系统变量的值。
3)系统的状态: 某个指定时刻, 所有系统变量的集合。
4)事件: 导致系统状态发生变化的过程。不引起系统 状态变化的过程不称为事件。 5)实体: 系统中与研究目的有关的人, 物, 设备等系统 的组成因素。分流动（活动）实体和永久实 体。 6)模拟钟: 模拟模型中表示时间的变量。
06:27
ZBJV1.0
9
1.2 离散系统模拟的基本方法
单窗口排队系统 (M/M/1)模拟过程
Q
第二顾客的 等待时间 第三顾客的 等待时间
服务台空闲
3 2
1
A1
1
A2
2
A3
3 4
5
A4
6 7
8
A5 A6 A7
12
T
S1
06:27
S2
S3
S4
S5
ZBJV1.0
10
1.2 离散系统模拟的基本方法 解:
06:27
ZBJV1.0
16
单窗口排队系统 GPSS 程序
GPSS 模拟程序 : 到达 SIMULATE GENERATE QUEUE SEIZE DEPART ADVANCE RELEASE TERMINATE START END 18,6 1 1 1 16,4 1 1 25
排队 1
SEVER
服务 1
06:27
例：理发店系统模型 的系统变量为：
1.理发师状态 2.排队长度 3.各顾客到达时间 4.各顾客服务时的基本方法 例:单窗口排队系统
(M/M/1)
(只有一个理发师的理发店,模型见前页) 假设: 顾客到达间隔时间 A1, A2, A3, ... 顾客的服务时间 S1, S2, S3, ... 求解: 窗口的平均排队长度 顾客的平均等待时间
1
第1章
系统,模型与模拟
本章主要内容：
1.1 概述 1.2 离散事件模拟的基本方法 1.3 模拟语言简介
06:27
ZBJV1.0
2
第1章 系统,模型与模拟
1.1 概述
1.系统:与研究目的相关的人,设备,设施等实体
的集合，系统的范围具有明确的限定。
1) 不同的研究目的有不同的系统规模，范围和界限。研究目的决 定了系统的界限. 2) 不同的研究目的, 系统所包含的实体也不同. 3) 系统仅由那些与研究目的相关的因素组成。 因此, 一旦研究目 的确定, 系统的组成和界限就已经确定。反之当研究目的变化 时, 系统的组成和界限就会发生变化.
06:27
ZBJV1.0
15
1.3 模拟语言简介
例:单窗口排队系统 GPSS 程序
已知: 1.顾客的到达间隔时间呈均匀分布, 均值为 18 分钟,
方差为 6 分钟. 2.顾客的服务时间呈均匀分布, 均值为 16 分钟, 方 差为 4 分钟.
求解:
1. 顾客的平均等待时间
2. 平均排队长度 3. 服务台的利用率
A
12
1.3 模拟语言简介
1. 模拟可使用各种计算机高级语言 2. 专用模拟语言的优点:
1.通用性好. 提供常用的功能模块 2.模块设计原则与模拟过程相仿 3.具有动态存储分配功能, 速度快 4.有标准输出 5.面向过程,简单明了
06:27
ZBJV1.0
13
1.3 模拟语言简介
常用模拟语言： 1.GASP IV 2.GPSS 3.SLAM 4.SIMCRIPT 5.DYNAMO 6.SIGMA 7.SIMULA
本课程主要讲解用于离散型模拟的 GPSS 语言
ZBJV1.0
06:27
14
1.3 模拟语言简介
GPSS 语言的全称是：
General Purpose Simulation System 通用模拟系统
GPSS 语言的发展：
1961年 1965年 后来 我们使用 IBM 公司发表第一个 GPSS 文本 公布 GPSS III - 扩展GPSS GPSS V ，GPSS 66，GPSS/1100 … GPSS/PC
离开
06:27
ZBJV1.0
17
单窗口排队系统
GPSSR/PC V1.1 IN1.LST=IN1.GPS RELATIVE CLOCK 459 9-MAR-1997 19:48
GPSS
输出
PAGE 2
ABSOLUTE CLOCK
459
BLOCK COUNTS BLOCK CURRENT TOTAL 1 4 7 1 0 0 27 25 25
06:27
ZBJV1.0
3
1.1 概述 系统的分类:
1.按系统状态是否变化可分为 静态型 动态型 2.按系统状态变化与时间的关系分 连续型系统 系统状态随时间连续变化 离散型 系统状态仅在某些时间点上发
生变化
本课程研究
动态离散型 随机系统模 型
3.按系统有无随机过程分为 确定型 随机型
06:27
ZBJV1.0
1
0.87
25
16.04
QUEUE MAXIMUM AVERAGE TOTAL ZERO PERC. AVERAGE $AVERAGE TABLE CONTENT CONTENT ENTRIES ENTRIES ZERO TIME/TR TIME/TR NUMBR 1 2 0.33 26 10 38.46 5.81 9.44
4
1.1 概述
2.模型 按一定研究目的，对所研究系统
准确的描述。
按描述手段，模型有如下几类:
1)文字式模型 2)框图式模型 3)数学式模型 4)图解式模型 5)混合式模型
06:27
ZBJV1.0
5
1.1 概述
按所描述系统的不同，模型可分为如下几类：
1.连续系统模型 2.离散系统模型 3.混合式模型
平均排队长度 = 排队面积求和/模拟时间 平均等待时间 = 各顾客等待时间求和/模拟的顾客数
因此, 对于单窗口排队系统，模拟之前应已知:
1.每个顾客的到达时间间隔 A1,A2,A3,…（一般是随机数） 2.每个顾客的服务时间 S1,S2,S3,…（一般是随机数） 3.模拟的顾客数 (模拟长度) 4.模拟的初始条件
06:27
ZBJV1.0
18
重要提示
下一章的内容要涉及到概率与数理统计的 内容, 希望每个同学利用课外时间提前复习 应用统计学中的如下内容:
1. 常用的概率分布 2. X2 检验等统计检验方法 3. 拟合优度检验 4. 统计绘图
06:27
ZBJV1.0
Ai,Si 怎么能知道呢?-- 需要进行输入数据的分析
06:27
ZBJV1.0
11
1.2 离散系统模拟的基本方法
计算机模拟的基本过程：
系统分析 A
实验性模拟
N
初建模型 输入数据 收集分析 建立或修 改模型 编制程序
06:27
模型合 适否? 实验设计 模 拟
Y
输出数据 分 析 建立文档
ZBJV1.0
离散系统举例：
（本课程的重点）
具有一个理发师的理发店是一个 典型的排队系统。常称为单窗口排队 系统。而排队系统是最常见的离散系 统之一，单窗口排队系统是研究离散 系统的一支麻雀。
06:27
ZBJV1.0
6
1.1 概述
例: 只有一个理发师的理发店模型
(单窗口排队系统图解式模型)
到达 排队
到 达
空闲 ?
BLOCK CURRENT TOTAL 2 5 1 0 26 25
BLOCK CURRENT TOTAL 3 6 0 0 25 25
FACILITY
AVERAGE NUMBER UTILIZATION ENTRIES
AVERAGE SEIZING PREEMPTING TIME/TRAN TRANS.NO. TRANS.NO.