第3章生产系统建模方法

实体流图
❖常用符号： 菱形框——判断; 矩形框——事件、状态、活动等中间过程; 圆端矩形框——开始和结束； 箭头线——逻辑关系。
实体流图
❖ 具体建模思路：
(1)确定组成系统的实体及属性，将队列作为一种 特殊的实体来考虑。
(2)分析各种实体的状态和活动，及其相互间的影 响。队列实体的状态是队列的长度。
建模目的是考察理发师的忙闲情况。
❖例3 .1
实体流图
(1)辨识系统实体
该理发店是一个单服务台单队列服务系统 。理发师是永久实体，顾客是临时实体， 顾客队列是一类特殊实体。
实体流图
❖例3 .1 (2)分析实体状态和活动
理发师有“理发”和“休息”两个活动，对应“ 忙”和“闲”两种状态。
顾客与理发师协同完成理发活动或者排队等待， 有“等待服务”和“接受服务”两种状态。
实体流图
❖例3 .1 (6)画出系统实体流程图
❖ 通过前面分析，以顾客的活动为主线， 画出理发店服务系统的实体流图。可从顾 客到达系统开始，按照事件和活动交替原 则，按顺序画出实体在系统中的流动过程 。
❖例3 .1
实体流图
❖例3 .1
实体流图
(7)确定模型参变量
❖ 需给出的模型属性变量有:顾客到达时 间、理发师为一个顾客理发所需的服务时 间等，它们 的值可以从不同的分布函数中 抽取。
生产系统建模与仿真
Modeling and Simulation of Production System
第3章 生产系统建模方法
第3章 生产系统建模方法
▪ §3.1 系统建模方法概述 ▪ §3.2 实体流图法 ▪ §3.3 活动循环图法 ▪ §3.4 面向对象建模方法及统一建模语言 ▪ §3.5 Petri网建模理论与方法
系统建模方法概述
模型反映系统结构、参数及其主要行为 特征之间的关系,它是系统设计、运行和控 制的基础。根据建模手段和目标,可以将离 散事件动态系统模型分为三个层次:即逻辑 层次、统计层次和代数层次。本章介绍前 两个层次中的几种体系较完整且得到较多 工程应用的离散事件系统建模方法。
实体流图
概念 : 实体流图法采用与计算机程序流程图相类 似的图示符号和原理，建立表示临时实体 产生、在系统中流动、接受永久实体服务 以及消失等过程的流程图。该图可以表示 事件、状态变化及实体间相互作用的逻辑 关系。
可能出现资源冲突。当系统中实体类型和 数量较多且存在资源占用冲突现象时，利 用实体流图法建模便会产生困难。
对资源冲突类问题的描述，活动循环图 方法有其独到之处。
实体流图
❖实体流图模型的人工运行 ❖
建立实体流图模型后，选取有代表性的 例子将实体流图全部手工执行一遍，称为 人工运行。
要求遍历实体流图的所有分支和所有状 态，检查模型组成和逻辑关系是否正确。
实体流图
❖例3 .1 (4)分析引起状态变化的事件
❖ 顾客到达或顾客结束排队可导致“服务 ”活动开始，而顾客离开或顾客理发完毕 可导致“服务”活动结束。后两个事件为 条件事件，且有因果关系，可 以合并，不 单独考虑。
❖例3 .1
实体流图
(5)分析队列实体的操作
❖ 由于本问题中只有一个队列，且顾客不 会因人多而离去，因此队列规则简单，没 有换队等特殊的队列操作。
❖例3. 2售票窗口服务系统
模型属性变量:“购票者到达时间”、话咨询者 到达时间”、“售票服务时间”、"电话服 务时间”，均为随机变量。
排队规则:先到先服务。 服务规则:分别排队，电话优先。
实体流图 ❖例4. 2售票窗口服务系统
实体流图
❖例3. 2售票窗口服务系统 本例中有两类临时实体同时流动，因此
(3)考虑有哪些事情（事件）导致了活动的开始或 结束，或者可以作为活动开始或结束的标志 ，以确定引起实体状态变化的事件，并合并 条件事件。
实体流图
❖ 具体建模思路: (4)分析各种事件发生时，实体状态的变化规 律。 (5)在一定的服务流程下，分析与队列实体有 关的特殊操作（如换队等）。 (6)通过以上分析，以临时实体的流动为主线 ，用约定的图示符号画出被仿真系统的实 体流程图。
实体流图
❖例4. 2售票窗口服务系统 本系统中售票员为永久实体，有“窗口
售票”和“电话服务”两种活动，状态包 括“空闲” “接电话”和“售票”三种。 电话咨询者和购票者为两类临时实体。本 例特点在于同时存在两个队列，但两队列 中的顾客不可互相换队。
试绘出售票窗口服务系统的实体流图模 型。
实体流图
基本要求 ❖理解实体流图法生产系统建模 ❖理解活动循环图法生产系统建模 ❖理解Petri网建模理论与方法 ❖了解面向对象的建模方法生产系统建模
系统建模方法概述
❖离散事建模中存在的困难 ①离散事件的发生时刻是离散的,不 连续性是
它的本质特征。 ②离散系统的性能指标往往具有一些离散的特
征,如零件的加工时间等。 ③系统中普遍存在着一些随机性的因素。 ④复杂离散系统通常具有分层和递阶特征。 ⑤存在“状态爆炸”性和计算可行性问题。
实体流图
❖ 具体建模思路:
(7) 给出模型参数的取值、参变量的计算方 法及属性描述变量的取值方法。
(8) 给出队列的排队规则。由多个队列存 在时，还应给出其服务规则（包括队列的 优先序、换队规则等）
❖例3 .1
实体流图wenku.baidu.com
一个理发店只有一个理发师，顾客来后按 先来先理原则接受服务，只要有顾客理发 师就不停歇。若店里有顾客，新顾客来后 就会排队而不会离开。
实体流图
❖例3. 2售票窗口服务系统 一名售票员同时负责剧票的窗口销售和
电话咨询工作。购票者在窗口排队，先到 先购票，咨询者打来的电话由系统存贮后 按先来先服务原则转给售票员予以答复， 电话服务比窗口服务优先。但是售票员正 售票时若来电话，则必须完成本次售票后 才能接听。 ❖ 建模目的:研究售票员的忙闲率。
队列的状态用队列的长度标识。。
实体流图
❖例3 .1 (3)分析实体状态的变化情况 ❖ 顾客到达，若理发师“忙”，则进入“
等待 服务”，否则进入“接受服务”状态 。
❖ 排队中的顾客，在理发师完成了前一个 服务 后，进入“接受服务”状态，否则保 持“等待服 务”状态。
❖ 理发师完成某一顾客服务后，若队列处 于“ 非零”状态，则立即开始服务活动， 否则进入“ 闲”状态。