生产系统建模与仿真概述
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在离散事件系统中，各事件以某种顺序或 在某种条件下发生,并且大都是随机性的 ，不能用常规的方法加以研究。
连续系统事件的发生在时间和 空间上都是连续的。
在连续系统的数字仿真中，时 间通常被分割成均匀的间隔， 并以一个基本的时间间隔计时 。
在连续系统仿真中，系统动力 学模型是由表征系统变量之间 关系的方程来描述的。
•
研究本质的“虚假”系统，来模拟实际系
•
统。而这虚假系统就是系统模型。
征求答案
•课程试图解决的问题：
什么是仿真？什么是离散系统的仿真？ 为什么需要做仿真？ 何时需要做仿真？ 如何进行仿真？ 仿真要做那些准备工作？ 仿真的可信度如何评价？ 对仿真模型如何作评价？ 你知道的仿真软件有哪些？各自具有哪些特征？ 你希望通过本课程的学习获得些什么？
——Petri网
第一章 离散事件仿真的概述
1.1 离散事件系统仿真的基本概念 1.2 生产系统仿真的特征 1.3 服务系统仿真的特征 1.4 离散系统仿真的基本步骤
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 什么是系统？
系统是按照某些规律结合起来的，相互 作用、相互依存的所有元素的集合。
• 系统有哪些种类？
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
•离散事件仿真运用存在哪些阻碍？
l 某些系统的建模困难，如，对于大比例系统模型，建模会变得十分复 杂，程序的编写与程序的运行都是十分艰巨的。但是随着优质的仿 真专业软件的诞生，对于这样系统的仿真日趋简便。
l 仿真需要大量的计算机机时。这一问题随着计算机技术的发展正在逐 步得到解决。
l仿真需要大量实际的、准确的数据，这是一般企业所难以提供的，因 此对仿真结果的准确性带来了影响，导致了人们对仿真能力的怀疑 。 总之，正是由于上述的种种因素，是人们对仿真留下了不好的 印象。这里还要说明的是：仿真只是计算机编程的一种游戏，游戏 的规则来自于问题的本身，游戏的范围也是问题所约定的。
仿真的结果为系统变量随时间 变化的时间历程。
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 离散事件仿真时钟的演变方法有哪些？
– 时间离散 系统只在一些特定的时刻，即={t1 , t2, …}上被考察。通 常，为了便于研究，各时间间隔选定为整常数，Δt=常数。 – 事件离散 系统状态的变化，即事件时刻是不连续的、跳跃式的， Δt= ti+1-ti，i，ti为事件发生时间。
•系统模型
•确定型模型
•随机型模型
•静态
•动态
•静态 •蒙特卡洛仿真
•动态
•连续
•离散
•连续
•离散
•离散事件仿 真
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
•什么是离散事件系统？
• 离散事件系统是包含事件的发生在时间或空间 上都是离散的，例如交通管理、生产自动线、计算 机网络、通信系统和社会经济系统都是离散事件系 •离统散。事件仿真模型的特点 • • 离-随散机事型件：系具有统随定机义性为的一状组态变元量素(实体)的集合， 为•了达-动到态某性些：目随的时，间演这变些是元模素型以的某重要些特规征则相互作用 、•关联-离而散集事合件在：一主起要的。变例化如发制生造在系离散统的由时机间器点、上部件 以及操作工人组成，银行系统由出纳员和顾客组成 。 • 离散事件系统的变量通常用状态变量表示，如
– 系统仿真：首先针对真实系统建立模型，然后 在模型上进行试验，用模型代替真实系统，从 而研究系统性能的方法。
系统仿真将能一一仿效实际系统的各种动态活 动，并把系统动态过程的状态记录下来。最终得到 用户所关心的系统统计性能。
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 为什么要采用系统仿真?
系统所涉及到的专业知识较为广泛，如：机械 、生产管理、人事管理、产品设计、生产工艺 等 现实问题的规律是复杂的，一般很难用一确定 的数学方程或数学函数显性地或隐性地表达。 •科学仿技真术是的系发统特展征难无以法适用应数生学产方程系、统数研学究函的数需描述要
生产系统建模与仿真概 述
2020年4月29日星期三
课程介绍
ຫໍສະໝຸດ Baidu
•课程性质：
• 面向工程实际的应用型的基础性课程，是工业工程专业的 主导课程。
• 从课程的题目中可以看出： 《离散系统建模与仿真》
• 其对象是： 离散系统
•
生产系统是一个典型的离散系统。
•
物流系统也是一个离散系统。
• 目的是：仿真。即用一种抽象的、能够反映系统
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
•连续系统与离散系统有何区别？
事件的发生在时间和空间上都是离散的。 系统的数字仿真则经常是面向事件的
离散事件系统定义为一组元素(实体)的集 合，为了达到某些目的，这些元素以某些 规则相互作用、关联而集合在一起。
离散事件系统状态变量仅仅在可数的一些 时间点上才有变化 。系统变量是反映系 统各部分相互作用的一些事件，系统模型 则是反映这些事件状态的数集，仿真结果 是产生处理这些事件的时间历程。
时，为了研究系统特征所采用的一种研究方法。我们 可以这样说：仿真是一种“不得已而为之”的方法
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 系统仿真方法适用怎样的领域？
•系统仿真的方法适用于任何的领 域
•工程类
•非工程类
•机
•电
•化
械
子
工
•交
•管 •经 •政
通
理
济
治
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 系统模型有哪些？
– 连续系统 & 离散系统 —— 变量状态 – 静态系统 & 动态系统 —— 时域状态 – 确定系统 & 随机系统——存在随机变量 – 单变量系统 & 多变量系统 —— 自由度数量
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 什么是系统仿真(Systematic Simulation)?
– 仿真：对现实中的现象通过某种抽象，建立表 达现实变化规律或特征的模型，运用一定的手 段加以描述，这就是仿真。
课程介绍
•课程主要内容： •离散事件系统建模与仿真的基本原理 •离散事件系统建模与仿真的方法 •Petri网建模与仿真
•课程的先修课程： •生产运作与管理 •运筹学 •计算机编程与应用技术 •概率论与数理统计
•课程的考核方法： • 完成相关作业及期末考核。
课程主要内容构成
第一章 离散事件仿真的概述 第二章 离散事件仿真的分析 第三章 离散事件仿真的案例分析 第四章 离散事件仿真的逻辑分析
连续系统事件的发生在时间和 空间上都是连续的。
在连续系统的数字仿真中，时 间通常被分割成均匀的间隔， 并以一个基本的时间间隔计时 。
在连续系统仿真中，系统动力 学模型是由表征系统变量之间 关系的方程来描述的。
•
研究本质的“虚假”系统，来模拟实际系
•
统。而这虚假系统就是系统模型。
征求答案
•课程试图解决的问题：
什么是仿真？什么是离散系统的仿真？ 为什么需要做仿真？ 何时需要做仿真？ 如何进行仿真？ 仿真要做那些准备工作？ 仿真的可信度如何评价？ 对仿真模型如何作评价？ 你知道的仿真软件有哪些？各自具有哪些特征？ 你希望通过本课程的学习获得些什么？
——Petri网
第一章 离散事件仿真的概述
1.1 离散事件系统仿真的基本概念 1.2 生产系统仿真的特征 1.3 服务系统仿真的特征 1.4 离散系统仿真的基本步骤
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 什么是系统？
系统是按照某些规律结合起来的，相互 作用、相互依存的所有元素的集合。
• 系统有哪些种类？
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
•离散事件仿真运用存在哪些阻碍？
l 某些系统的建模困难，如，对于大比例系统模型，建模会变得十分复 杂，程序的编写与程序的运行都是十分艰巨的。但是随着优质的仿 真专业软件的诞生，对于这样系统的仿真日趋简便。
l 仿真需要大量的计算机机时。这一问题随着计算机技术的发展正在逐 步得到解决。
l仿真需要大量实际的、准确的数据，这是一般企业所难以提供的，因 此对仿真结果的准确性带来了影响，导致了人们对仿真能力的怀疑 。 总之，正是由于上述的种种因素，是人们对仿真留下了不好的 印象。这里还要说明的是：仿真只是计算机编程的一种游戏，游戏 的规则来自于问题的本身，游戏的范围也是问题所约定的。
仿真的结果为系统变量随时间 变化的时间历程。
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 离散事件仿真时钟的演变方法有哪些？
– 时间离散 系统只在一些特定的时刻，即={t1 , t2, …}上被考察。通 常，为了便于研究，各时间间隔选定为整常数，Δt=常数。 – 事件离散 系统状态的变化，即事件时刻是不连续的、跳跃式的， Δt= ti+1-ti，i，ti为事件发生时间。
•系统模型
•确定型模型
•随机型模型
•静态
•动态
•静态 •蒙特卡洛仿真
•动态
•连续
•离散
•连续
•离散
•离散事件仿 真
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
•什么是离散事件系统？
• 离散事件系统是包含事件的发生在时间或空间 上都是离散的，例如交通管理、生产自动线、计算 机网络、通信系统和社会经济系统都是离散事件系 •离统散。事件仿真模型的特点 • • 离-随散机事型件：系具有统随定机义性为的一状组态变元量素(实体)的集合， 为•了达-动到态某性些：目随的时，间演这变些是元模素型以的某重要些特规征则相互作用 、•关联-离而散集事合件在：一主起要的。变例化如发制生造在系离散统的由时机间器点、上部件 以及操作工人组成，银行系统由出纳员和顾客组成 。 • 离散事件系统的变量通常用状态变量表示，如
– 系统仿真：首先针对真实系统建立模型，然后 在模型上进行试验，用模型代替真实系统，从 而研究系统性能的方法。
系统仿真将能一一仿效实际系统的各种动态活 动，并把系统动态过程的状态记录下来。最终得到 用户所关心的系统统计性能。
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 为什么要采用系统仿真?
系统所涉及到的专业知识较为广泛，如：机械 、生产管理、人事管理、产品设计、生产工艺 等 现实问题的规律是复杂的，一般很难用一确定 的数学方程或数学函数显性地或隐性地表达。 •科学仿技真术是的系发统特展征难无以法适用应数生学产方程系、统数研学究函的数需描述要
生产系统建模与仿真概 述
2020年4月29日星期三
课程介绍
ຫໍສະໝຸດ Baidu
•课程性质：
• 面向工程实际的应用型的基础性课程，是工业工程专业的 主导课程。
• 从课程的题目中可以看出： 《离散系统建模与仿真》
• 其对象是： 离散系统
•
生产系统是一个典型的离散系统。
•
物流系统也是一个离散系统。
• 目的是：仿真。即用一种抽象的、能够反映系统
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
•连续系统与离散系统有何区别？
事件的发生在时间和空间上都是离散的。 系统的数字仿真则经常是面向事件的
离散事件系统定义为一组元素(实体)的集 合，为了达到某些目的，这些元素以某些 规则相互作用、关联而集合在一起。
离散事件系统状态变量仅仅在可数的一些 时间点上才有变化 。系统变量是反映系 统各部分相互作用的一些事件，系统模型 则是反映这些事件状态的数集，仿真结果 是产生处理这些事件的时间历程。
时，为了研究系统特征所采用的一种研究方法。我们 可以这样说：仿真是一种“不得已而为之”的方法
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 系统仿真方法适用怎样的领域？
•系统仿真的方法适用于任何的领 域
•工程类
•非工程类
•机
•电
•化
械
子
工
•交
•管 •经 •政
通
理
济
治
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 系统模型有哪些？
– 连续系统 & 离散系统 —— 变量状态 – 静态系统 & 动态系统 —— 时域状态 – 确定系统 & 随机系统——存在随机变量 – 单变量系统 & 多变量系统 —— 自由度数量
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 什么是系统仿真(Systematic Simulation)?
– 仿真：对现实中的现象通过某种抽象，建立表 达现实变化规律或特征的模型，运用一定的手 段加以描述，这就是仿真。
课程介绍
•课程主要内容： •离散事件系统建模与仿真的基本原理 •离散事件系统建模与仿真的方法 •Petri网建模与仿真
•课程的先修课程： •生产运作与管理 •运筹学 •计算机编程与应用技术 •概率论与数理统计
•课程的考核方法： • 完成相关作业及期末考核。
课程主要内容构成
第一章 离散事件仿真的概述 第二章 离散事件仿真的分析 第三章 离散事件仿真的案例分析 第四章 离散事件仿真的逻辑分析