第三章随机数与随机变量物流系统仿真
物流系统仿真案例全套教学课件
2.2.2 办公桌建模过程
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
物流系统建模与仿真
物流系统建模与仿真物流系统是指负责管理物流流程、物流信息、物流资源的一个系统。
对于一个国家和企业而言，物流系统的优化和提升是非常必要的，因为物流系统不仅影响着企业的效率和效益，而且还影响着国家的经济发展。
因此，建模和仿真物流系统是非常重要的，它可以帮助企业和国家评估和优化物流系统。
物流系统建模物流系统建模可以帮助企业或国家通过对物流系统进行抽象和描述，从而更好地了解物流系统各个组成部分之间的关系和相互影响，便于进行优化和管理。
物流系统建模的方法：1.流程图方法：用流程图来表示物流系统中各个环节的流程和流向，便于初步把握和分析。
2.状态图方法：用状态图来表示物流系统中各个环节的状态转移和状态变化。
3.Petri网方法：Petri网是一种描述系统中各个组成部分之间关系的图，被广泛应用于物流系统中。
物流系统建模的步骤：1.确定系统范围：确定物流系统的界限和范围，明确系统的输入和输出，以及流程和环节。
2.分析物流流程：对物流系统中的各个环节和流程进行分析和描述，尽可能详细地了解每个环节和流程的要素和特点。
3.制定物流模型：根据分析结果，建立物流模型，包括流程图、状态图或Petri网模型。
模型要求简单明了、易于理解和维护。
4.验证模型：对模型进行验证，确保模型的正确性和有效性。
可以采用仿真或调试的方式进行验证。
物流系统仿真物流系统仿真可以帮助企业或国家通过对物流系统进行模拟实现，从而更好地了解系统的运行情况和特点，便于进行优化和管理。
物流系统仿真的方法：1.离散事件仿真：用离散事件仿真模型来描述物流系统中各个事件的发生时间和影响因素，模拟系统中各个事件的发生和影响。
2.连续系统仿真：用连续系统仿真模型来描述物流系统中各个流程的运行情况和影响因素，模拟系统中各个流程的运行和影响。
3.混合仿真：将离散事件仿真和连续系统仿真结合起来，更好地描述和模拟物流系统中的事件和流程。
物流系统仿真的步骤：1.建立仿真模型：根据建模结果，建立物流仿真模型，包括输入数据、仿真环境和模拟设计。
物流系统仿真复习提纲
物流系统仿真复习提纲➢系统是由多个相互依赖、相互作用的要素按照某种规律组合起来的、实验特定功能的有机整体。
➢系统的“三个要素”即实体、属性和活动。
➢确定性系统和随机系统：按照系统的输入与输出之间的关系，可以将系统分为确定性系统和随机系统。
●确定性系统是指输出完全由系统的输入以及相应的转化关系（包括决策、措施等）所决定的系统。
●随机系统在既定的输入下，系统的输出是非确定的，带有随机的性质。
➢连续系统和离散系统：在系统仿真钟最重要的一种分类方法是按系统中起主导作用的状态变量的变化是否连续分为连续系统和离散系统。
●连续系统：是指状态变量随时间变化而发生连续变化的系统。
●离散系统：是指状态变量在某些离散的时间点瞬间变化的系统。
➢线性系统和非线性系统：根据系统要素之间的相互作用的性质，可以将管理系统分为线性系统和非线性系统。
由于要素之间的关系最终会影响系统的输入和输出之间的依赖关系，所以，只要系统汇中含有非线性环节，就是非线性系统。
➢物流系统是指在一定时间和空间里，有物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信连续等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。
➢物流系统的特点：复杂性、多样性、动态性。
➢仿真是在建立数学逻辑模型基础上，通过计算机实验，对系统按照一定的作业规则有一个状态变化为另一个状态的动态行为进行描述和分析的过程。
➢系统仿真的特点：仿真是一种数值技术；电子计算机加速了仿真过程，减少了仿真误差；仿真是一种“人工”的实验手段。
➢系统仿真的缺点:●开发仿真软件、建立运行仿真模型是一项艰巨的任务，它需要进行大量的编程，调试和重复运行工作，这是要消耗时间、人力和资金的。
●系统仿真只能得到问题的一个特解或可行解，不可能获得问题的通解或最优解。
仿真参数的调整往往具有极大的盲目性，寻找优化方法将消耗大量的人力、物力。
●系统建模直接面向实际问题，对于同一问题，由于建模者的认识和看法有差异往往得到不同模型，其运行结果也不同。
《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)
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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
物流系统建模与仿真
物流系统建模与仿真1、系统模型定义模型是把对象实体通过适当的过滤，用适当的表现规则描绘出的简洁的模仿品。
2、模型的特点（1）它们都是被研究对象的模仿和抽象；（2）它们都是由与研究目的有关的、反映被研究对象某些特征的主要因素构成的；（3）反映被研究对象各部分之间的关联，体现系统的整体特征。
3、按照模型的形式分，模型有抽象模型和形象模型（1）抽象模型用概念、原理、方法等非物质形态对系统进行描述所得到的模型，包括数学模型、图形模型、计算机程序、概念模型（2）形象模型模拟模型和实物模型4、建立模型的步骤（1）根据系统的目的，提出建立模型的目的－为什么建模型（2）根据建立模型的目的，提出要解决的具体问题－解决哪些问题（3）根据所提出的问题，构思要建立的模型类型、各类模型之间的关系等，即构思所要建立的模型系统。
－建一些什么样的模型？它们的关系？（4）根据所构思的模型体系，收集有关资料－模型需要哪些资料？（5）设置变量和参数－需要哪些变量和参数？（6）模型具体化－－模型的形式是什么？（7）检验模型的正确性－－模型正确吗？（8）将模型标准化－－该模型通用性如何？（9）根据标准化的模型编制计算机程序，使模型运行－－计算时间短吗？占用内存少吗？5、建立模型的注意事项（1）明确目的，确定构成要素（2）模型的简单化和高精度模型（3）没有固定不变的建模方法（4）模型的验证（5）没有人类介入的系统模型6、系统仿真技术是应用数学模型、相应的实用模型的装置、计算机系统、部分实物的仿真系统，对某一给定系统进行数学模拟、半实物模拟、实物模拟，以便分析、设计、研究这种给定系统；或者利用这种仿真训练给定系统的专业人员。
7、系统仿真的组成要素（1）实际系统：行为输入输出行为（2）实验框架：有效性某种假设、限制条件（3）基本模型：假想的完全解释能解释实际系统的所有输入－输出行为的模型（4）集总模型：简化从基本模型或根据实验者对实际系统的设想，按照把各个实体集总在一起并简化它们的相互关系而构造的模型。
物流系统建模与仿真实验报告
物流系统建模与仿真实验报告物流系统建模与仿真实验报告一、引言物流系统是现代工业化与信息化相结合的产物，它包括了物质流动、信息流动与控制系统优化等多个方面。
本实验旨在通过模拟物流系统的运行，深入理解物流系统的构建、运作机制以及优化方法。
在此过程中，我们将利用数学建模和仿真技术，以实际物流系统为参考，构建一个简化的计算机模型，并对不同场景进行模拟和分析。
二、物流系统模型构建在构建物流系统模型的过程中，我们主要考虑了以下几个关键因素：货物供应、运输、存储和需求。
其中，货物供应和需求代表了系统的输入和输出，运输和存储则描述了货物的流动和暂存。
我们用随机过程生成货物供应和需求，用队列模拟运输和存储环节。
系统的运行状态用一组状态变量来描述，系统的行为则由一系列根据状态变化的规则来描述。
三、物流系统仿真实验在构建模型之后，我们对不同的场景进行了仿真实验。
首先，我们模拟了在货物供应和需求稳定的情况下，物流系统的运行状况。
然后，我们在供应和需求出现波动的情况下，观察了系统的响应。
此外，我们还测试了系统在出现故障（如运输故障）时的表现。
四、实验结果与分析实验结果显示，在稳定环境下，物流系统能够有效地处理货物供应和需求。
然而，当环境出现波动时，系统的表现会受到影响，尤其是当供应或需求出现突然增加或减少时。
此外，系统在应对故障时的能力也有限，如运输故障往往会导致货物积压和延迟。
我们的分析表明，为了提高物流系统的性能，可以考虑引入更多的运输资源，或者优化存储策略以应对供应和需求的波动。
此外，开发更有效的故障恢复机制也是必要的。
五、结论与展望通过本次实验，我们成功地构建了一个简化的物流系统模型，并对其进行了仿真实验。
实验结果揭示了物流系统在稳定和不稳定环境下的表现，并指出了可能的改进方向。
展望未来，我们希望进一步探索更复杂的物流系统特性。
例如，引入更多的货物种类、考虑货物的可替代性、优化运输策略等。
此外，我们还可以研究如何利用先进的算法和技术，如机器学习和，来提高物流系统的效率和性能。
第3-6章物流系统仿真课件
2 蒙特卡洛法
一. 蒙特卡洛法
蒙特卡洛法(Monte-Carlo Method)
❖亦称统计试验法、随机模拟法。是由匈牙利数学家Von Neumann建立的，因其方法与某些赌博工具在原理上基 本一致，因此人们用著名赌城蒙特卡洛的名字来命名该 方法。
❖蒙特卡洛法是一种随机模拟法，它通过构造一个与原来 问题没有直接关系的概率过程，并利用它来产生统计现 象的一种仿真方法。
第一周：
❖ 查随机数表，第一个随机数为33(从表9-6得到)，1周需求量为3件（由表9-2 得到随机数33对应的需求量为3件），至第一周末存储数量减至17件，占用成 本17xl0＝170元。
❖ 总成本=存储成本=170元。
第二周：
❖ 查随机数表，第2个随机数为50（从表9-6得到），1周需求量为3件(从表9-2 得 到 随 机 数 50 对 应 的 需 求 量 为 3 件 ) ， 第 二 周 末 存 量 减 至 14 件 。 存 储 成 本 14*10=140元。
真、更新仿真 简单式、串联式、扩展式、分析式。
➢ 简单式仿真所用模型的结构也比较简单．如车间生产作业的仿真； ➢ 串联式仿真所用模型的结构为相继串联的若干个简单式模型； ➢ 扩展式仿真所用模型表现为苦干子模型的串并联形式，例如仿真一个
企业的整体； ➢ 分析式仿真主要是针对一些大而复杂的系统，在仿真这类系统时，先
计算机仿真的对象可以适用人们需要的一切系统。在物流 系统中，计算机仿真技术同样得到了广泛的应用。
二. 计算机仿真的局限性
计算机仿真技术不是最优化技术，只是一种数值方法，它 只能给出系统特定条件、特定参数下的特解而不是通解。
❖ 在诸多方案中，它是通过改变条件和参数．反复实验相比较。得出 一个较好的结论，提供一个较好的方案供决策者参考。
物流系统仿真 第3章
走信息路
读北邮书
生产系统
（1）计算加工周期（按零件序号加工）
工件在两台设备上的加工时间 工件编号 J1 J2 J3 J4 J5
设备A
设备B
工件 J1 J2 J3 J4 J5 设备 A 开始 0 3 9 16 17
33
25
69
817
716
623
117
427
522
330
设备 B 结束 5 17 23 27 30
第三章 典型物流系统仿真与建模方法
排队系统 库存系统 生产系统 Petri网建模方法
本书的 封面
走信息路
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排队系统
1、排队系统
Á٠ʱ ʵ Ì å （1）排队系统的基本参数 顾客源--有限/无限 到达模式--临时实体到达的规则、到达间隔及分布 服务机构--服务台数量、服务时间及分布 服务规则--选择下一个被服务实体的原则
机器 A B 总加工周期
在机器A上的作业 时间
Fmax 间
时
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走信息路
读北邮书
生产系统
3、两台机器排序问题的算法 约翰逊法(Johnson’s Law)， 约翰逊法解决这种问题分为4个步 骤： (1)列出所有工件在两台设备上的作业时间。 (2)找出作业时间最小者。
(3)如果该最小值是在设备 1上，将对应的工件排在前面，如果该 最小值是在设备2上，则将对应的工件排在后面。
T1 P5
P2
T2 P6
T3：2号机床加工；
P3
P4：1号机床； P5：2号机床；
P6：小车；
本书的 封面
基本物流过程的petri网模型
走信息路
第三章 随机变量和随机分布
理、工程及生产管理等方面问题，首先建立一个概
率模型或随机过程，使它的参数等于问题的解；然 后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求 随机参数的统计特征，最后给出所求解的近似值。 蒙特卡洛方法以概率统计为主要理论基础，以
随机抽样为主要手段。通过实验获得样本特征值以
机性、试验的独立性以及前后的一致性。 2. 产生的随机数要有足够长的周期，以满足仿真的
实际需要。 3. 产生随机数的速度要快，占用的内存空间要小。
31
计算机产生随机数的算法
计算机产生随机数的通常方法是利用一个递推公式：
X n f X n1 , X n2 , , X nk
给定了k个初始值 X n1, X n2 , , X nk ，就可以利用这个递推
概率函数。其中Pn必须满足下列两个条件：
（1）
Pn 0 , n 1,2,,
（2）
P
n 1
n
1
7
离散型随机变量
概率分布函数
离散型随机变量x的累积分布函数 定义:当x小于或等 于某个给定值x`的概率函数，记为P(x ≤x`) = F(x)。 设随机变量x可能取值x1，x2，…，xn，…，则x的累积 分布函数为
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3.2 蒙特卡洛方法与随机数
蒙特卡洛方法也称统计模拟方法，该方法利用
随机数进行统计实验，以期求得均值、概率等特征
值作为待解问题的数值解。源于二战期间研制原子 弹的“曼哈顿计划”，用赌城的名字作为中子随机 扩散的模拟研究代号。后人将计算机随机仿真方法 称为蒙特卡洛方法。
17
3.2 蒙特卡洛方法与随机数
(x)曲线围出的面积(图中阴影部分)必
物流系统设计三维虚拟仿真
物流系统三维虚拟仿真作者：佚名文章来源：网络点击数： 84 更新时间：2006-7-24一．引言当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和非工程领域。
仿真可定义为：在全部时间内，通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。
物流系统是企业生产的一个重要组成部分，物流合理化是提高企业生产率最重要的方法之一。
因此对物流系统的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。
本文主要介绍了物流系统仿真的核心技术和计算机图形技术在物流仿真中的应用及国外三维物流仿真软件。
二．物流系统仿真的核心技术物流系统的仿真是典型的离散事件系统仿真，其核心是时钟推进和事件调度的机制。
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。
这种引起状态变化的行为称为"事件"，因而这类系统是由事件驱动的；而且，"事件"往往发生在随机时间点上，亦称为随机事件，因而离散事件系统一般都具有随机特性；系统的状态变量往往是离散变化的。
1．仿真时钟仿真钟用于表示仿真时间的变化。
在离散事件系统仿真中，由于系统状态变化是不连续的，在相邻两个事件发生之前，系统状态不发生变化，因而仿真钟可以跨越这些"不活动"周期。
从一个事件发生时刻，推进到下一个事件发生时刻。
由于仿真实质上是对系统状态在一定时间序列的动态描述。
因此，仿真钟一般是仿真的主要自变量。
仿真钟推进方法有三大类：事件调度法、固定增量推进法和主导时钟推进法。
应指出，仿真钟所显示的是系统仿真所花费的时间，而不是计算机运行仿真模型的时间。
因此，仿真时间与真实时间成比例关系。
象物流系统这样复杂的机电系统，仿真时间可比真实时间短的多。
真实系统实际运行若干天，若干月，用计算机仿真也只需要几分钟。
2．事件调度法事件调度法是面向事件的方法，是通过定义事件，并按时间顺序处理所发生的一系列事件。
记录每一事件发生时引起的系统状态的变化来完成系统的整个动态过程的仿真。
物流系统仿真——实验报告
物流系统仿真——实验报告实验报告：物流系统仿真一、实验目的本实验的目的是通过对物流系统的仿真，探究不同因素对物流运输效率的影响，以及如何优化物流系统，提高运输效率。
二、实验原理物流系统是指通过协调物流资源，实现从供应商到消费者的物流运输过程。
在物流系统中，货物从供应商处出发，经过多个运输节点，最终到达消费者手中。
物流运输效率是衡量物流系统优劣的关键指标之一、通过仿真实验，我们可以模拟各种情况下物流系统中的运输过程，分析各个因素对运输效率的影响。
三、实验步骤1.设定实验参数：包括供应商数量、运输节点数量、货物数量、货物到达时间间隔等。
2.构建物流系统模型：根据设定的参数，构建物流系统模型，包括供应商节点、运输节点和消费者节点。
3.设置运输规则：根据实际情况，设置货物的运输规则，如货物可以通过哪些运输节点进行运输、每个节点的运输能力等。
4.进行仿真实验：根据设定的参数和运输规则，进行多次仿真实验，观察不同因素对运输效率的影响。
5.分析实验结果：对仿真实验结果进行统计和分析，得出结论，提出优化建议。
四、实验结果与分析在实验中，我们设置了不同的实验参数和运输规则，观察了以下几个因素对运输效率的影响：1.供应商数量：增加供应商数量可以分担运输压力，提高运输效率。
2.运输节点数量：增加运输节点数量可以减少货物等待时间，提高运输效率。
3.货物数量：增加货物数量会导致运输压力增加，降低运输效率。
4.货物到达时间间隔：合理设置货物到达时间间隔可以平衡供需关系，提高运输效率。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1.在合理范围内，增加供应商和运输节点数量可以提高物流系统的运输效率。
2.合理控制货物数量，避免运输压力过大，可以提高运输效率。
3.合理设置货物到达时间间隔，可以平衡供需关系，提高运输效率。
五、优化建议基于实验结果的分析，我们提出以下优化建议：1.增加供应商和运输节点数量：根据实际情况，优化物流系统的布局，增加供应商和运输节点数量，以提高运输效率。
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
3、随机数与随机变量
3、随机数与随机变量3.1随机数的生成与检验3.1.1 随机数与伪随机数 仿真中最基本的随机数：U(0 , 1)⎩⎨⎧≤≤=其它，,0101)(x x f +其它各种分布的随机数均可通过对U(0,1)随机数的变换得到。
++习惯上，称其它分布的随机数为随机变量。
随机数的产生方法手工机械及电子装置数学方法+由数学方法生成的随机数是按一定算法递推生成的，由于在已知初值的情况下，其每一个所生成的数均是可预知的，故被称为伪随机数。
今后在不引起混淆的情况下，也简称之为随机数。
++现代仿真中所用的随机数均为伪随机数。
3.1.2随机数发生器所谓随机数发生器即为用数学方法产生随机数的递推公式。
优良随机数发生器的品性总体均匀，样本随机，序列独立；足够长的周期；生成速度快，占用内存少，完全可重复。
1 早期随机数发生器平方取中随机数发生器n n n x u x x 10=⎢⎣⎡=x 0为2k 位非负整数。
缺点最终退化2 线性同余随机数发生器应用最广泛的随机数发生器之一，简称generator)x u ax x n n n /(==m 为模数，初值x 0均为非负整数。
称数列x n 重复值之间的最短长度为记为T 。
若T =m c ≠0的LCG 为乘同余发生器。
混合同余发生器的“满周期定理”若满足下列三个条件，则混合同余发生器可达到满周期：（1）c与m互素（可同时整除c与m的整数只有1）；（2）对任意素数q，若q能整除m，则q也能整除a-1；（3）若4能整除m，则4也能整除a-1。
为延长随机数发生器的周期，通常取m=2b，b为所用计算机的字长减1。
优点随机数周期尽可能大；便于参数选取（能整除m的素数只有2）；可利用“整数溢出”简化计算。
参数选取的基本原则m = 2ba= 4α+1c= 2β+1还有其他一些需考虑的因素，如怎样消除相关性，这一般需要选取较大的a（a<m），且a在二进制表示中，0，1无明显规律性。
一种在32x n= ( 314159269 u n= x n-1/ 231乘同余随机数发生器无法达到满周期，但可达到最大周期。
物流系统建模与仿真学习教案
第二十一页，共74页。
物流系统分析
概念(gàiniàn)
系统(xìtǒng)问题
系统分析
最优系统(xìtǒng)方案
搬运系统 系统布置 物流预测 生产—库存系统等
第21页/共74页
第二十二页，共74页。
物流系统分析的要点：解决问题的“6WH”， 即：What,Why,When,Who,Where,How。
（How）
第22页/共74页
第二十三页，共74页。
物流系统分析的步骤(bùzhòu)：
（1）问题构成与目标确定
当 研究分析的问题确定以后，首先要将问题作成物流系统与合乎逻
辑的叙述，以便进行分析研究。
（2）搜集资料探索可行方案
在问题构成之后，就要根据当前物流系统运作过程中所产生问题的
性质以及预期目标的要求(yāoqiú)，建立起抽象、简洁而又充分体现物流
v
对用户订货能很快进行配送
v 接受客户订货时商品的在库率高
v 运送中交通事故、货损、丢失和发送错误少
v
保管中变质、丢失、破损少
v 具有能很好实现运送、保管功能的包装
v
装卸搬运(bānyùn)功能满足运送和保管的要求
v 能提供保障物流活动流畅进行的物流信息系统，能及时反馈信息
v 合理的流通加工，以保证生产费、物流费之和最少
①项目的对象是什么？即要干什么？（What） ②这个项目何以需要？即为什么这样干？（Why） ③它在什么时候和在什么样的情况下使用？即何
时干？（When） ④使用的场所在哪里？即在何处干？（Where） ⑤是以谁为对象的物流系统？即谁来干？（Who） ⑥怎样(zěnyàng)做才能解决问题？即如何干？
物流系统仿真的一般步骤
物流系统仿真的一般步骤第一篇：物流系统仿真的一般步骤物流系统仿真的一般步骤为：1、调研系统：对需进行仿真分析的系统进行详细的调查和了解。
一般地，需了解的方面包括以下几方面：系统结构、系统流程、系统相关参数。
2、建立系统模型：系统模型是对系统的组成、主要流程和规则等主要特征进行描述。
建立系统模型首先要根据需要和要求确定仿真目标, 然后建立模型并设定模型的有关参数。
3、确定仿真算法：仿真算法是控制仿真钟推进的方法，是系统仿真的核心。
多数仿真软件是在事件调度法、进程交互法和活动扫描法的基础上编写的。
4、建立仿真模型：仿真模型是在系统模型的基础上构建可进行计算机运行的模型，即是将系统模型规范化和数字化的过程。
5、运行仿真模型：使用相应的仿真软件运行仿真模型。
6、仿真结果分析：采用统计学方法, 对仿真结果的可信度和精度进行分析, 通过多次仿真结果的比较和分析对系统方案进行评价，以达到优化的目的。
7、仿真结果输出：记录并统计仿真结果。
8、修改系统参数：对部分系统参数进行修改，同时要保证修改的数据符合实际生产情况，观察各个参数对仿真结果的影响。
9、系统方案比较：对多个方案的系统进行相应数据比较。
10、确定系统方案：确定最优的系统方案并作为最终方案。
11、仿真结束第二篇：物流系统仿真工作总结（模版）目录一、物流系统仿真基本步骤 (2)（一）问题定义 (3)（二）制定目标和定义系统效能测度 (3)（三）描述系统和列出假设 (3)（四）列举可能的替代方案 (4)（五）收集数据和信息 (4)（六）确定仿真算法 (4)（七）构造计算机模型 (5)（八）验证和确认模型 (5)（九）运行可替代实验 (6)（十）输出分析 (7)（十一）结果输出 (7)二、利用Witness的具体仿真过程 (7)（一）定义系统元素 (7)（二）显示系统元素 (7)（三）详细定义 (7)（四）运行 (8)（五）报告 (8)（六）归档 (8)（七）优化 (8)一、物流系统仿真基本步骤对于每一个成功的仿真研究项目，其应用都包含着特定的步骤。
系统仿真第三章典型物流系统建模与仿真方法课件
T
T 0
T 0
L lim
q
其中，()为t时刻系统中的顾客数；()为t时刻系
统中正在接受服务的顾客数。
6.忙期（闲期）
忙期是指服务台全部处于非空闲状态的时间段，否则
成为非忙期。而闲期指服务台全部处于空闲状态的时间段。
排队系统的仿真实例
• 一个拥有一个出纳台的小杂货铺，顾客相隔
订货数量、实际需求量、动态库存量I(t)、事件类型数、下一个
运行变量 最早发生的事件类型数、仿真钟的数值、上次改变库存水平的时
间、类型为I的事件发生的时间、上一次事件发生以来的时间、仿
真运行长度单位、仿真运行时间长度
输出变量
订货策略的运行总费用、保管费用、订货费用、缺货损失费用、
其他数据总计等
确定性库存系统
分为六种情形：不允许缺货、瞬时到货型；不允许缺
货、延时到货型；允许缺货、瞬时到货型；允许缺货、
延时到货型;补货、瞬时到货型；补货、延时到货型。
订货点：R =
∗
最佳订货批量： =
20
式中：0 —单位订货费用(元)
— 单位产品库存持有费用(元/件. 年)
—年需求率(件/年)
随机性库存系统
n
Wq lim
n
t 1
Di
n
其中， 为第 个顾客的等待时间； 为已接受服务的顾客数。
排队系统的性能指标
3.平均逗留时间
n
W lim
n
t 1
Wi
n
n
lim Di Si / n
n
t 1
其中， 为第个顾客在系统中的逗留时间，它等于
1.70
第三章_随机数与随机变量-物流系统仿真1
函数
Weibull(shape,scale,stream,substream)
随机变量与随机数
5 仿真中随机数和随机变量值的产生
随机数 随机数--在[0，1]之间的随机采样值 特点--均匀性和独立性 常用的产生办法 线形同余法 组合法 线形同余法 指定一个初值，通过递归公式产生随机数：
函数
例：公共汽车站每10分钟平均有35个乘客 到达，则任10分钟，公共汽车站的乘客数 量为poisson(35)
均匀分布、整数均匀分布
含义
随机变量X在区间[min,max]的取值机会相等 如果区间[min,max]为一整数区间，那么X服从整数 均匀分布 对某一变量的数据了解甚少，并且希望获得特定范 围内的实数值时，采用该函数 Uniform(min,max,stream,substream) Iuniform(min,max,stream,substream)
4、常用分布及witness样本生成函数
样本生成函数
又叫做样本发生器，是已知分布形态，生成符 合该种分布的样本值。是分布样本的过程 按照一定的计算方法产生的一列数，使它们具 有类似于均匀随机变量的性质，称这样产生的 一系列数值为伪随机数。
伪随机数（pseudo-random number）
函数
例1：将一温度调节器放置在贮存着某种液体 的容器内，调节器设定在90摄氏度，液体的温 度X是一个随机变量，且X~N(90,0.52)，则在任 意时刻测得的液体温度为
Normal(90,0.5)
例2：Байду номын сангаас器加工某零件的时间服从均值为3分钟， 标准差为1分钟的正态分布，则其加工时间为
第3讲_物流系统仿真的基本知识(简版)
工时 零件A 零件B 零件C 机器1 0.35 0.25 0.85 机器2 0.3 0.35 0.65 机器3 0.25 0.25 0.65 机器4 0.25 0.30 0.55
各台机器加工一个零件的成本 成本 零件A 零件B 零件C 机器1 5 8 11 机器2 6 9 9 机器3 7 5 12 机器4 8 7 10 31
19
物流系统建模方法
—推理分析法
¾
当系统比较简单，问题很明确时，可按问 题的性质直接建立模型。
【例3-3】下料问题。 做体积为定值A，底面长:宽=2:1的长方体包装 箱，欲节省制作材料，可采取什么措施？
20
【解】设：x，y，z分别为长方体的长、宽、高，则 A=xyz，且x:y=2:1。
x 6A 2 y = ， S表面积 = 2( xy + xz + yz ) = x + 则有： 2 x 6A 令： f ( x) = x + x
ed1s143015a1ea1a232ea258d2s23671d3a440ea3ea494ed2s334111128d4a522ea513ed3s428133d5ed447156a324离散事件系统仿真的基本步骤?确定仿真目标?利润成本最大流程时间消除瓶颈?进行系统调研?系统结构?系统动态参数?系统逻辑参数?系统状态变量?系统输入输出变量?事件表14?建立系统模型?一般用流程图描述反映临时实体在系统内部历经的过程永久实体对临时实体的作用及相互间逻辑关系?关键
2
¾
实际问题经数学抽象后，转化为求解U=f(x)这样 一个一元函数的最小值问题。
21
利用MATLAB计算
在MATLAB中，提供了基于单纯形算法求解多元函数极小 值的函数,其调用格式为
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正态分布、截断正态分布、对数正态分布 含义 当一个随机变量可以表示为多个独立随机变 量之和，则服从正态分布 截断正态分布比正态分布更具实际意义，当 一随机变量服从正态分布，但取值不会无限 大和无限小，则用截断正态分布 当一个随机变量可以表示为多个独立随机变 量之积，则服从对数正态分布 函数 Normal(mean,sd,stream,substream) Tnormal(mean,sd,min,max,stream,substream) Lognormal(m福建e工a程n学,院s工d业,工s程tr教e研a室m,substream)
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物流系统中的随机事件举例
客户的需求 物流设备作业时间 设备故障、调整 交通阻塞 交货期 ……
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3、随机变量
随机变量：设某一次实验产生的样本空间 为Ω，X(ω)是定义在Ω上的实函数,则称X为 一个随机变量。
若随机变量只能在有限或可列无穷多个（实数） 点上取值，则称该随机变量为离散型随机变量。
伪随机数（pseudo-random number）
按照一定的计算方法产生的一列数，使它们具 有类似于均匀随机变量的性质，称这样产生的 一系列数值为伪随机数。
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二项分布
分布定义
任意一次试验中，只有事件A发生和不发生两种结果， 发生的概率分别是：p和1-p；
若在相同的条件下，进行n次独立重复试验，用X表 示这n次试验中事件A发生的次数，那么X服从二项 分布，记做 XB(trial,prob)；
则称P(A)为事件A发生的概率
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概率分布：如果样本空间上的所有随机事 件都确定了概率，这些概率构成样本空间 的一个概率分布
事件的独立性：对两个事件A、B，如果满 足P(AB)=P(A)P(B)，则称A与B相互独立
实验的独立性：设有n个随机实验，且假定 每个实验产生的可能的结果及结果的概率 不受其他实验结果的影响，则称这n个实验 是相互独立的实验
本章主要内容
随机数和随机变量 随机事件与概率的基本概念 常用分布函数和随机数生成函数
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1、确定性系统与随机系统
确定性系统
如果系统状态变化的结果和时间间隔可以预先完全确 定，则称确定性系统
随机性系统
如果状态变化结果及时间间隔具备某种不确定性，则 成为随机系统
例： 系统参数
函数
binomial(prob,trials,stream,substream)
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例：特定供应商提供的发动机次品率为10%， 求批量为5的发动机中每批的次品数
binomial(0.1,5)
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泊松分布 分布定义 常用于描述单位时间、单位面积或单位空间 中罕见“质点”总数的随机分布规律。罕见 事件的发生数为X，则X服从泊松分布。 函数 Poisson(mean,stream,substream)
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例：公共汽车站每10分钟平均有35个乘客到达， 则任10分钟，公共汽车站的乘客数量为
poisson(35)
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均匀分布、整数均匀分布 含义 随机变量X在区间[min,max]的取值机会相等 如果区间[min,max]为一整数区间，那么X服 从整数均匀分布 对某一变量的数据了解甚少，并且希望获得 特定范围内的实数值时，采用该函数 函数 Uniform(min,max,stream,substream) Iuniform(min,max,stream,substream)
Tnormal(3,1,1.5,5)
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指数分布
含义
表示独立随机事件发生的时间间隔
函数
Negexp(mean,stream,substeam)
确定性系统
随机系统
加工设备数/台
2
2
加工顺序
FIFO 轮流使用设备
FIFO 轮流使用设备
零件到达间隔/min 2
均值2的指数分布
零件加工时间/min 2
1-3的均匀分布
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2、随机事件与概率
随机实验：一个可观察结果的人工或自然 过程，所产生的结果可能不止一个，但事 先不能确定会产生什么结果。例：骰子
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三角分布 含义 如果对某一变量所知信息很少，但是如果已 经知道了其结果的取值范围和最可能出现的 结果，采用该函数 函数 Triangle(min,mode,max,stream,substream)
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例：检验工人检验产品的时间在0.5分钟到1.5 分钟之内，在0.8分钟左右出现的频率较高，则 工人检验任一产品所需的时间为
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例1：将一温度调节器放置在贮存着某种液体 的容器内，调节器设定在90摄氏度，液体的温 度X是一个随机变量，且X~N(90,0.52)，则在任 意时刻测得的液体温度为
Normal(90,0.5)
例2：机器加工某零件的时间服从均值为3分钟， 标准差为1分钟的正态分布，则其加工时间为
样本空间：一个随机实验的全部可能出现 的结果的集合，记为Ω 。
随机事件：一个随机实验的一些可能的结 果，是样本空间的一个子集
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事件发生的概率：对样本空间上的任一个 事件A，规定一个实数与之对应，计为P(A)， 如果满足
0≤P(A) ≤1; P(Ω)=1，P(Φ)=0 若两事件互斥，则P(A ∪B)=P(A)+P(B)
若随机变量X在一个或多个非退化的实数区间 上可以连续取值，且存在一个非负的实函数 f(x)，使得在任意一个区间(a,b)，有P(x(a,b))= f(x)
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4、常用分布及witness样本生成函数
样本生成函数
又叫做样本发生器，是已知分布形态，生成符 合该种分布的样本值。是分布样本的过程