第5章离散事件系统仿真方法1030教程文件
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5.1 制造系统仿真的调度策略
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5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法的特点： 为每个实体建立一个进程，以反映某个实体从产生开始到
结束为止的全部活动。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
顾 客 排 队 进 程 模 型
模型说明： • 服务员两名， 队列一条 • “∆”表示某顾客产生的时刻，也为相应进程开始的时刻； • “⋲”表示某顾客离去的时刻，也为相应进程撤销的时刻； • 符号“X”表示排队顾客开始接受服务的时刻； • 虚线表示进程的排队时间； • 波纹线表示顾客得到服务第的1时9页间。
第5章离散事件系统仿真方法 1030
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5.1 制造系统仿真的调度策略
活动:
▪ 活动是事件与事件之间的过程，是系统状态转移的标志。
▪ 例如：仓储“物品到达”是一个事件，该事件的发生可能会使 仓
储系统的货位从“空闲”状态变为“非空闲”状态。从“物品 到达”
事件直到“物品取出”，物品都处在货位中存储的状态，即处 于
活 动的开始或终止时间，事件调度法就存在不足。 第9页
5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法（activity scanning）以“活动”作为分析系统的 基
本单元，认为仿真系统的运行是由若干活动构成，每一活 动
一对个应活一动个可活以动由处“理开模始块（，激处发理）与”活和动“相结关束的（事终件止。）”两 个事件
“存储”活动中。因此，“存储”活动的开始和结束标志着物 品的
到达和离去，标志着货位的第空2页闲与非空闲的转变。
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程：
▪ 进程是有序的事件与活动组成的过程，它描述了其中的事件、 活动的相互逻辑关系和时序关系。
▪ 例如：一种物品进入仓库，经过在货位的存储，直到从仓库中 出库，物品经历了一个进程。
仿真模型中的事件存放于“事件表”中，通过时间控制模块从 事
件表中选择最先发生的事件；重置仿真时钟，并调用与该事 件
对应的事件处理模块；更新系统状态，决定未来将要发生的 事
件；当当前事件结束后，第返5回页时间控制模块；重复事件的选
5.1 制造系统仿真的调度策略
事件调度法的仿真过程：
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5.1 制造系统仿真的调度策略
事件、活动与进程之间的关系 第3页
5.1 制造系统仿真的调度策略
与事件、活动、进程相对应，离散事件系统的仿真策略可以 分为：事件调度法、活动扫描法、进程交互法等。
随着面向对象技术的发展，基于消息驱动的仿真策略受到人 们重视。
仿真时钟是离散系统系统仿真中的重要术语，它决定着仿真 事件的推进机制、仿真精度和仿真效率。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
第14页
5.1 制造系统仿真的调度策略
面向活动仿真模型总控程序的算法结构包括： ① 时间扫描 ② 活动例程扫描Biblioteka Baidu
由于事件直接影响系统状态，活动扫描要反复进行，包括确 定事件和条件事件。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
③ 进程交互法（Process Interaction） 事件调度法和活动扫描法的基本模型单元分别是事件处理和 活动处理。它们都针对具体事件而建立，各处理相对独立。 进程交互法的基本模型单元是进程。进程针对某类实体的生命 周期而建立，一个进程包含了实体流动中发生的所有事件。 以单服务台排队服务系统为例，顾客生命周期的进程为：
进程中的复活点表示延迟结束后实体所到达的位置，即进程继 续推进的起点。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法的基本思想： • 通过所有进程中时间值最小的无条件延迟复活点来推进仿真
时钟；
• 当时钟推进到一个新的时刻点后，如果某一实体在进程中解 锁，就将该实体从当前复活点一直推进到下一次延迟发生为 止。
表示，每一事件都有相应的活动处理模块。处理中的操作 能
否进行取决于时间及系统状态。 一个实体可以有几个活动处理模块。 每一个进入系统的主动
实体都处于某种活动的状态。活动的激发与终止都会形成 新
的事件。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法不断扫描系统，检验哪些活动可以激发，哪些活 动继续保持，哪些活动可以终止。
活动扫描法的基本思想： • 用各实体时间元的最小值推进仿真时钟； • 按优先序执行激活实体的活动处理，使测试通过的事件得以
发生； • 改变系统状态，确定相关事件的发生时间。
“活动处理”是活动扫描法的基本处理单元。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法仿真的基本过程：
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5.1 制造系统仿真的调度策略
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5.1 制造系统仿真的调度策略
① 事件调度法（event scheduling）
事件（event）是离散事件系统的基本概念，事件的发生引起 系统状态的改变。
事件调度法（event scheduling）以事件为分析系统的基本单 位，通过定义事件、事件发生的时间顺序及其系统状态的变化， 并以事件来驱动仿真模型的运行。
事件调度法是一种预定事件发生时间的策略，仿真模型中必 须预定系统中最先发生的事件，以便启动仿真进程。
此外，事件处理子程序中除要修改系统状态外，还要预定本类 事件的下一事件将要发生的时间。因此，该方法对活动持续
时 间确定的系统较为方便。
当事件的发生不仅与时间有关，并且只有在满足某些条件才发 生的系统而言，由于系统活动的持续时间不确定，无法预定
总体上，仿真模型可以分为三个层次：仿真总控程序、 模 型单元子程序以及公共子程序。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
事件调度法仿真模型中总控程序的任务：
（2）事件辨识：辨识将要发生的事件 （3）事件执行：执行当前发生的事件，将已发生的事件从事
件表中移出 第8页
5.1 制造系统仿真的调度策略
② 活动扫描法（activity scanning）
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法中实体的进程不断推进，直到某些延迟发生后才暂 停。延迟可以分为：
• 无条件延迟：实体停留在进程中的某点不再向前移动，直到预 先确定的延迟期满。例如，顾客停留在服务通道中直到服务完 成。
• 条件延迟：延迟期的长短与系统状态有关，事先无法确定。条 件延迟发生后，实体停留在进程中的某点，直到条件得以满足 后才继续向前移动。例如，队列中的顾客一直在排队，直到服 务台空闲且己处于队首时才能离开队列接受服务。
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进程交互法的特点： 为每个实体建立一个进程，以反映某个实体从产生开始到
结束为止的全部活动。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
顾 客 排 队 进 程 模 型
模型说明： • 服务员两名， 队列一条 • “∆”表示某顾客产生的时刻，也为相应进程开始的时刻； • “⋲”表示某顾客离去的时刻，也为相应进程撤销的时刻； • 符号“X”表示排队顾客开始接受服务的时刻； • 虚线表示进程的排队时间； • 波纹线表示顾客得到服务第的1时9页间。
第5章离散事件系统仿真方法 1030
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5.1 制造系统仿真的调度策略
活动:
▪ 活动是事件与事件之间的过程，是系统状态转移的标志。
▪ 例如：仓储“物品到达”是一个事件，该事件的发生可能会使 仓
储系统的货位从“空闲”状态变为“非空闲”状态。从“物品 到达”
事件直到“物品取出”，物品都处在货位中存储的状态，即处 于
活 动的开始或终止时间，事件调度法就存在不足。 第9页
5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法（activity scanning）以“活动”作为分析系统的 基
本单元，认为仿真系统的运行是由若干活动构成，每一活 动
一对个应活一动个可活以动由处“理开模始块（，激处发理）与”活和动“相结关束的（事终件止。）”两 个事件
“存储”活动中。因此，“存储”活动的开始和结束标志着物 品的
到达和离去，标志着货位的第空2页闲与非空闲的转变。
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程：
▪ 进程是有序的事件与活动组成的过程，它描述了其中的事件、 活动的相互逻辑关系和时序关系。
▪ 例如：一种物品进入仓库，经过在货位的存储，直到从仓库中 出库，物品经历了一个进程。
仿真模型中的事件存放于“事件表”中，通过时间控制模块从 事
件表中选择最先发生的事件；重置仿真时钟，并调用与该事 件
对应的事件处理模块；更新系统状态，决定未来将要发生的 事
件；当当前事件结束后，第返5回页时间控制模块；重复事件的选
5.1 制造系统仿真的调度策略
事件调度法的仿真过程：
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5.1 制造系统仿真的调度策略
事件、活动与进程之间的关系 第3页
5.1 制造系统仿真的调度策略
与事件、活动、进程相对应，离散事件系统的仿真策略可以 分为：事件调度法、活动扫描法、进程交互法等。
随着面向对象技术的发展，基于消息驱动的仿真策略受到人 们重视。
仿真时钟是离散系统系统仿真中的重要术语，它决定着仿真 事件的推进机制、仿真精度和仿真效率。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
第14页
5.1 制造系统仿真的调度策略
面向活动仿真模型总控程序的算法结构包括： ① 时间扫描 ② 活动例程扫描Biblioteka Baidu
由于事件直接影响系统状态，活动扫描要反复进行，包括确 定事件和条件事件。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
③ 进程交互法（Process Interaction） 事件调度法和活动扫描法的基本模型单元分别是事件处理和 活动处理。它们都针对具体事件而建立，各处理相对独立。 进程交互法的基本模型单元是进程。进程针对某类实体的生命 周期而建立，一个进程包含了实体流动中发生的所有事件。 以单服务台排队服务系统为例，顾客生命周期的进程为：
进程中的复活点表示延迟结束后实体所到达的位置，即进程继 续推进的起点。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法的基本思想： • 通过所有进程中时间值最小的无条件延迟复活点来推进仿真
时钟；
• 当时钟推进到一个新的时刻点后，如果某一实体在进程中解 锁，就将该实体从当前复活点一直推进到下一次延迟发生为 止。
表示，每一事件都有相应的活动处理模块。处理中的操作 能
否进行取决于时间及系统状态。 一个实体可以有几个活动处理模块。 每一个进入系统的主动
实体都处于某种活动的状态。活动的激发与终止都会形成 新
的事件。
第10页
5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法不断扫描系统，检验哪些活动可以激发，哪些活 动继续保持，哪些活动可以终止。
活动扫描法的基本思想： • 用各实体时间元的最小值推进仿真时钟； • 按优先序执行激活实体的活动处理，使测试通过的事件得以
发生； • 改变系统状态，确定相关事件的发生时间。
“活动处理”是活动扫描法的基本处理单元。
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5.1 制造系统仿真的调度策略
活动扫描法仿真的基本过程：
第12页
5.1 制造系统仿真的调度策略
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5.1 制造系统仿真的调度策略
① 事件调度法（event scheduling）
事件（event）是离散事件系统的基本概念，事件的发生引起 系统状态的改变。
事件调度法（event scheduling）以事件为分析系统的基本单 位，通过定义事件、事件发生的时间顺序及其系统状态的变化， 并以事件来驱动仿真模型的运行。
事件调度法是一种预定事件发生时间的策略，仿真模型中必 须预定系统中最先发生的事件，以便启动仿真进程。
此外，事件处理子程序中除要修改系统状态外，还要预定本类 事件的下一事件将要发生的时间。因此，该方法对活动持续
时 间确定的系统较为方便。
当事件的发生不仅与时间有关，并且只有在满足某些条件才发 生的系统而言，由于系统活动的持续时间不确定，无法预定
总体上，仿真模型可以分为三个层次：仿真总控程序、 模 型单元子程序以及公共子程序。
第7页
5.1 制造系统仿真的调度策略
事件调度法仿真模型中总控程序的任务：
（2）事件辨识：辨识将要发生的事件 （3）事件执行：执行当前发生的事件，将已发生的事件从事
件表中移出 第8页
5.1 制造系统仿真的调度策略
② 活动扫描法（activity scanning）
5.1 制造系统仿真的调度策略
进程交互法中实体的进程不断推进，直到某些延迟发生后才暂 停。延迟可以分为：
• 无条件延迟：实体停留在进程中的某点不再向前移动，直到预 先确定的延迟期满。例如，顾客停留在服务通道中直到服务完 成。
• 条件延迟：延迟期的长短与系统状态有关，事先无法确定。条 件延迟发生后，实体停留在进程中的某点，直到条件得以满足 后才继续向前移动。例如，队列中的顾客一直在排队，直到服 务台空闲且己处于队首时才能离开队列接受服务。