第二章 系统建模与仿真的基本原理

工业工程专业课程
生产系统建模与仿真
哈尔滨工业大学
第2章 系统建模与仿真基本原理
2.1 离散事件系统仿真程序的基本结构 2.2 建立系统模型的常用方法
第2章 系统建模与仿真基本原理
2.1 离散事件系统仿真程序的基本结构
（1）变量、实体属性和系统状态 （2）初始化子程序 （3）仿真时钟
第2章 系统建模与仿真基本原理
（2）模糊综合评价的理论基础 1965年，美国控制学家扎德创立了模糊集理
论，并以此为基础发展出模糊数学。如今，基于 模糊数学的模糊综合评价可以定量处理评价过程 中的模糊因素，较好地解决评价指标之间的相互 关系，可得到合理、准确的评价结果。
第2章 系统建模与仿真基本原理
经典数学建立在基于二值逻辑的集合论基础 上，对给定的元素和集合，二者之间只有属于或 不属于两种关系。而无法刻画“柔性”、“自动 化程度”、“个子高矮”等模糊概念。
(7) 仿真数据处理与分析子程序 用于计算、显示、分析和打印仿真结果。
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2.2 建立系统模型的常用方法
2.2.1 分析与综合 2.2.2 抽象与概括 2.2.3 归纳与总结 2.2.4 演绎与推理
第2章 系统建模与仿真基本原理
2.2.5 比较与类比 2.2.6 模糊综合评价 2.2.7 概率统计法 2.2.8 层次分析法
第2章 系统建模与仿真基本原理
第2章 系统建模与仿真基本原理
2.2.3 归纳与总结 归纳是指从个别事物或现象出发，通过感官观
察，经验推理或数学推导等，得出关于此类事 物或现象的具有普遍性结论的过程。
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归纳的意义在于，在一定条件下，可以将得出 的结论应用于不同对象，或避免犯类似的错误 。
（4）事件列表 （5）定时子程序 （6）事件子程序 （7）仿真数据处理与分析子程序
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(1) 变量、实体属性和系统状态 用于记录系统在不同时刻所处的工作状况。
通过跟踪变量、实体属性及系统状态的变化， 可以分析引起系统状态变化的原因，并为系统 调度和决策提供依据。
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例2-1 对“几个”这个模糊概念进行描述。
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隶属函数是模糊数学的重要理论基础，确定 其具体形式是解决实际问题的前提。确定隶属函 数的方法多样，如专家经验法、模糊统计法等。 常见的隶属函数有正态分布、梯形分布和三角形 分布等。
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2.2.4 演绎与推理
演绎是由普遍性前提推导出特殊性结论的思维 方法,是由一般到特殊的推理过程。演绎推理 是严格的逻辑推理,一般表现为大前提、小前 提、结论的三段论模式。
第2章 系统建模与仿真基本原理
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1）总分法 总分法是对评价对象的每一个评判因素评定
相应分数，并以各分数之和作为评判标准的评判 方法。
S = ∑ si
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2）加权平均法 加权平均法在总分法基础上改进，依据各评
判因素重要程度不同赋以相应权重，再进行加权 平均。
Vi = ∑ aisi
建立的数据列表，是仿真模型运行和仿真时钟 推进的依据。
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(5) 定时子程序 根据事件表确定下一个将要发生的事件，
并将仿真时钟推进到下次事件发生的时刻。
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(6) 事件子程序 根据实际系统抽象出来的事件程序。
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(2) 初始化子程序 在仿真模型开始运行前完成模型的初始化
工作，产生必要的初始参数。
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(3) 仿真时钟 用于记录仿真模型的运行时间，可作为评
价系统性能的依据，也可作为系统调度和仿真 程序是否结束的依据。
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(4) 事件列表 按照仿真模型运行时事件发生的先后顺序
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加权平均法相比总分法更为合理。但是，实 际当中某些评价指标和评判因素具有模糊性，其 边界不清晰，简单的主观方法难以给出准确判断
。如对FMS 的评价中，“自动化程度”、“柔性
”等指标都具有模糊性。建立在经典数学基础上 的加权平均法和总分法无法给出科学的结果。
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2.2.1 分析与综合 分析是把整体分解为各个部分，然后逐个加以研
究的思维方法。分析的方法是多种多样的，有定 性分析、定量分析、因果分析、结构分析、功能 分析、信息分析、模式分析等。 “化整为零”。
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综合是把分解出来的各个部分加以整合，以 达到百度文库事物整体性认识的思维方法。“积零 为整”
分析是综合的基础，综合是分析的完成。
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2.2.2 抽象与概括 抽象是从某种角度抽取要研究系统的本质属性
的思维方法。 概括是把抽象出来的若干事务的共同属性归结
出来进行考察的思维方法。
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抽象思维侧重于分析、提炼，概括思维侧 重于归纳、综合。
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模糊数学将传统的二值逻辑推广到[0,1]闭区 间内任意值的无穷多的连续值逻辑，提出隶属函 数的概念并以此来描述模糊集合与其元素间的关 系。模糊数学将元素与集合之间的关系从简单清 晰的“属于”或“不属于”推广到“在多大程度 上属于或不属于”的模糊关系。
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2.2.5 比较与类比
比较与类比是两个相近的概念。它们是指由两 个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在 其它性质上的可能相同或相似性的一种推理形 式。
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2.2.6 模糊综合评价 （1）综合评价的基本方法
综合评价是指对受多种因素影响的事物或现 象进行的总的评价。需兼顾各项指标，牵涉多种 因素，常用的方法有总分法和加权平均法。