華中科技大學(xué)《生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真》總結(jié)(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上系統(tǒng)仿真：以計(jì)算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并借助于專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和信息資料對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而做出決策的一門綜合性和試驗(yàn)性學(xué)科1.系統(tǒng)三要素：實(shí)體 屬性 活動(dòng)2.仿真三要素和三活動(dòng) 三要素：系統(tǒng) 模型 計(jì)算機(jī) 三活動(dòng)：系統(tǒng)建模 仿真建模 仿真實(shí)驗(yàn)仿真步驟： 系統(tǒng)建模 仿真建模 程序設(shè)計(jì) 仿真輸出分析 3. 仿真分類 （1）根據(jù)模型的種類：物理仿真 數(shù)學(xué)仿真/計(jì)算機(jī)仿真 物理數(shù)學(xué)仿真（半實(shí)物仿真） （2）仿真時(shí)鐘和實(shí)際時(shí)鐘的比例： 實(shí)時(shí)仿真 亞實(shí)時(shí)仿真 超實(shí)時(shí)仿真（3）根據(jù)系統(tǒng)模型的特性：連續(xù)系統(tǒng)仿真 離散事

2、件系統(tǒng)仿真4. 離散系統(tǒng) 實(shí)體 屬性 實(shí)體的特征 用特征參數(shù)或變量表示（實(shí)體的分類 實(shí)體行為的描述 排隊(duì)規(guī)則）事件 離散事件系統(tǒng)由事件來驅(qū)動(dòng)的 （顧客到達(dá) 顧客離開）活動(dòng) 實(shí)體在兩個(gè)事件之間保持某一狀態(tài)的持續(xù)過程；用于表示兩個(gè)可以區(qū)分的事件之間的過程，它標(biāo)志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。（顧客到達(dá)。排隊(duì)。服務(wù)開始事件。服務(wù)。離開）進(jìn)程 由若干個(gè)有序事件及若干有序活動(dòng)組成，描述包括事件及活動(dòng)間的相互邏輯關(guān)系及時(shí)序關(guān)系 （ 顧客到達(dá)。排隊(duì)。服務(wù)開始事件。服務(wù)。離開）5仿真鐘的推進(jìn) 事件調(diào)度法：選擇具有最早發(fā)生時(shí)刻的事件 按照事件發(fā)生的先后順序不斷執(zhí)行相應(yīng)的事件例程 固定增量時(shí)間：選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間單位T作為仿真鐘

3、推進(jìn)時(shí)的增量 若該步內(nèi)若無事件發(fā)生，則仿真鐘再推進(jìn)一個(gè)單位時(shí)間T。 該步內(nèi)有若干個(gè)事件發(fā)生，則認(rèn)為這些事件均發(fā)生在該步的結(jié)束時(shí)刻。處理這些事件時(shí)用戶必須規(guī)定當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)各類事件處理的優(yōu)先順序。6 庫存 訂貨量：Q重新訂貨點(diǎn)：RL 訂貨提前期：LT 訂貨準(zhǔn)備時(shí)間、發(fā)出訂單、供方接受訂貨、供方生產(chǎn)、產(chǎn)品發(fā)運(yùn)、產(chǎn)品到達(dá)、提貨、驗(yàn)收、入庫等提前期為隨機(jī)變量。庫存5大要素：（1）需求 按需求的時(shí)間特征：連續(xù)性需求、間斷性需求按需求的數(shù)量特征：確定性需求、隨機(jī)性需求 （2）補(bǔ)充（訂貨）訂貨提前期（從訂貨到進(jìn)貨的時(shí)間）訂貨周期訂貨量 （3）庫存 最小庫存量（安全庫存） 最大庫存量 （4）費(fèi)用 訂貨費(fèi) 庫

4、存費(fèi) 缺貨損失費(fèi) 生產(chǎn)費(fèi)用 （庫存系統(tǒng)的目標(biāo)：在滿足需求的前提下庫存費(fèi)用最低）（5）存儲(chǔ)策略 t0循環(huán)策略：每隔固定時(shí)間t0補(bǔ)充固定庫存量Q0，適應(yīng)于需求恒定情況（定時(shí)定量）（s，S）策略：設(shè)庫存余額為I，s為安全庫存量，S為最大庫存量（庫存容量），當(dāng)存儲(chǔ)量I>s時(shí)不補(bǔ)充；當(dāng)存儲(chǔ)量Is時(shí)，補(bǔ)充量Q=S-I。適應(yīng)于不允許缺貨，但管理難的情況（定量訂貨）（t，s，S）策略：經(jīng)過時(shí)間t檢查庫存量I，當(dāng)I>S時(shí)，不補(bǔ)充；當(dāng)Is，補(bǔ)充庫存量到S。訂貨時(shí)間確定（定時(shí)訂貨） （策略優(yōu)劣：采用此策略后所需的費(fèi)用作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)）7排隊(duì)系統(tǒng) （1）排隊(duì)系統(tǒng)組成：物理層面：顧客 、服務(wù)臺(tái)(服務(wù)機(jī)構(gòu)) 、

5、隊(duì)列規(guī)則層面：l 到達(dá)模式 實(shí)體到達(dá)時(shí)間間隔的概率分布表示（泊松到達(dá)模式）個(gè)體數(shù)量服從 泊松分布， 此時(shí)兩實(shí)體到達(dá)的時(shí)間間隔也是隨機(jī)變量，概率服從指數(shù)分布l 排隊(duì)規(guī)則 損失制 等待制 混合制優(yōu)先權(quán)服務(wù)pr 隨機(jī)服務(wù)GIRO 后到先服務(wù)LCFS 先到先服務(wù)FCFSl 服務(wù)模式l 失效模式 MTBF 平均無故障工作時(shí)間（出現(xiàn)第一個(gè)故障的時(shí)間的平均值） MTBF越長(zhǎng)表示可靠性越高 正確工作能力越強(qiáng) 。(可維修產(chǎn)品)MTTR 平均修復(fù)時(shí)間 MTTR越短表示易恢復(fù)性越好MTTF 平均失效時(shí)間 系統(tǒng)的可靠性越高，平均無故障時(shí)間越（不可維修產(chǎn)品） (2)符號(hào) X/Y/Z/A/B/C X表示顧客相繼

6、到達(dá)間隔時(shí)間分布 （M：表示到達(dá)過程為泊松過程或負(fù)指數(shù)分布） Y表示服務(wù)時(shí)間分布 Z表示服務(wù)臺(tái)（員）個(gè)數(shù) A表示系統(tǒng)中顧客容量限額，或稱等待空間容量。 B表示顧客源限額 C表示服務(wù)規(guī)則（FCFS LCFS PR） 3）性能指標(biāo)l 隊(duì)長(zhǎng)和排隊(duì)長(zhǎng)（隊(duì)列長(zhǎng)度）l 等待時(shí)間和逗留時(shí)間（等于等待加服務(wù)）l 忙期和閑期 8排隊(duì)原理表格（作業(yè)）9 輸入數(shù)據(jù)四個(gè)步驟數(shù)據(jù)搜集 分布擬合 參數(shù)估計(jì) 假設(shè)檢驗(yàn)10分布類型假設(shè)n 1. 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)法 簡(jiǎn)單 但不能唯一確定分布的類型；并且似然估計(jì)值不能保證是無偏的。因此，點(diǎn)統(tǒng)計(jì)法只能給出粗略的分布假設(shè)。n 思想：比較隨機(jī)變量概率分布數(shù)字特征的關(guān)系，通過比較概率分布的偏差系數(shù)

7、來進(jìn)行分布類型的假設(shè)。偏差系數(shù)是均方差與期望值的比值2直方圖法 一種直觀的近似求分布密度函數(shù)的圖解方法，優(yōu)點(diǎn):任何情況都能使用直方圖。不足:會(huì)有信息丟失。劃分為k個(gè)斷開的相鄰區(qū)間 一個(gè)矩形表示頻率 11分布參數(shù)估計(jì) 位置參數(shù) 2比例參數(shù) 形狀參數(shù) 12分布假設(shè)檢驗(yàn)錯(cuò)誤 第一類錯(cuò)誤（棄真）第二類錯(cuò)誤（存?zhèn)危?3 c2檢驗(yàn)：連續(xù)或離散變量14隨機(jī)數(shù)兩特性均勻性 頻率檢驗(yàn):均勻性檢驗(yàn)(c2檢驗(yàn)和K-S檢驗(yàn))獨(dú)立性 獨(dú)立性檢驗(yàn)（自相關(guān)檢驗(yàn)）(相關(guān)系數(shù)為0 則獨(dú)立)15反變換法：連續(xù) 作業(yè)離散：步驟：16.三個(gè)軟件mm1：17，實(shí)體流圖法:EFC菱形框(表示判斷) 矩形框(表示事件、狀態(tài)、活動(dòng)等中間過程

8、) 圓端矩形框(表示開始和結(jié)束) 箭頭線(表示邏輯關(guān)系) 步驟：1. 實(shí)體及屬性 2. 狀態(tài)和活動(dòng)（顧客：排隊(duì)等待、接受服務(wù) 理發(fā)員：忙、閑 隊(duì)列零、非零）6) 以臨時(shí)實(shí)體的流動(dòng)為主線，用約定的圖示符號(hào)畫出被仿真系統(tǒng)的 實(shí)體流程圖 （7）模型變量顧客的到達(dá)時(shí)間(隨機(jī)變量)、理發(fā)員為一個(gè)顧客理發(fā)所需的服務(wù)時(shí)間(隨機(jī)變量)，值從不同的分布函數(shù)中抽取 (8)給出隊(duì)列的排隊(duì)規(guī)則先到先服務(wù)18，Petri網(wǎng)方法:PT19， 活動(dòng)周期圖法:ACD激活狀態(tài)：通常是實(shí)體的活動(dòng)、模型中活動(dòng)的忙期,可采用隨機(jī)抽樣等方法事先加以確定。靜寂狀態(tài)：通常表示無活動(dòng)發(fā)生是實(shí)體等待參加某活動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，其持續(xù)時(shí)間在模型中無法事

9、先確定，取決于有關(guān)活動(dòng)的發(fā)生時(shí)刻和忙期。步驟：1. 辨識(shí)組成系統(tǒng)的實(shí)體及屬性（隊(duì)列不算實(shí)體）2. 分別畫出各實(shí)體的活動(dòng)周期圖 a）交替原則：靜寂狀態(tài)和激活狀態(tài)必須交替出現(xiàn)。（添加虛擬隊(duì)列） b）閉合原則 （3）合并 以各實(shí)體之間的協(xié)同活動(dòng)為紐帶（4）添加虛擬實(shí)體）在活動(dòng)周期圖中，當(dāng)一個(gè)活動(dòng)的所有前置靜寂狀態(tài)均取非零值時(shí)，該活動(dòng)才有可能發(fā)生。20， 系統(tǒng)的四種仿真策略 基本思想事件調(diào)度法 將事件例程作為仿真模型的基本模型單元，按照事件發(fā)生的先后順序不斷執(zhí)行相應(yīng)的事件例程?；顒?dòng)掃描法 用各實(shí)體時(shí)間元的最小值推進(jìn)仿真時(shí)鐘；將時(shí)鐘推進(jìn)到一個(gè)新的時(shí)刻點(diǎn)后，按優(yōu)先序執(zhí)行可激活實(shí)體的活動(dòng)例程，使測(cè)試通過的事

10、件得以發(fā)生并改變系統(tǒng)的狀態(tài)和安排相關(guān)確定事件的發(fā)生時(shí)間三階段法 B類活動(dòng)例程：描述確定事件的活動(dòng)例程，在某一排定時(shí)刻必然會(huì)被執(zhí)行。確定活動(dòng)例程。C類活動(dòng)例程：描述條件事件的活動(dòng)例程，在協(xié)同活動(dòng)開始(滿足狀態(tài)條件)或滿足其它特定條件時(shí)被執(zhí)行。條件活動(dòng)例程或合作活動(dòng)例程。進(jìn)程交互法 通過所有進(jìn)程中時(shí)間值最小的無條件延遲復(fù)活點(diǎn)來推進(jìn)仿真時(shí)鐘；當(dāng)時(shí)鐘推進(jìn)到一個(gè)新的時(shí)刻點(diǎn)后，如果某一實(shí)體在進(jìn)程中解鎖，就將該實(shí)體從當(dāng)前復(fù)活點(diǎn)一直推進(jìn)到下一次延遲發(fā)生為止。21.仿真模型的程序流程設(shè)計(jì)· 面向事件的仿真模型：時(shí)間掃描 掃描事件表到下一事件 推進(jìn)時(shí)間 在事件表產(chǎn)生當(dāng)前事件的事件表 cel 事件執(zhí)行 施

11、行cel中的事件 完成則移除 · 面向活動(dòng)的仿真模型：時(shí)間掃描： 確定仿真時(shí)鐘的下一時(shí)刻，由下一最早發(fā)生的確定事件決定。時(shí)間掃描通過時(shí)間元完成。時(shí)間元是各個(gè)實(shí)體的地方時(shí)鐘，而系統(tǒng)仿真時(shí)鐘是全局時(shí)鐘。 活動(dòng)例程掃描：需要確定活動(dòng)例程的優(yōu)先 級(jí)?？偪爻绦虬磧?yōu)先級(jí)從大到小的順序進(jìn)行活動(dòng)例程的掃描，而且只要有一個(gè)例程中的動(dòng)作得以發(fā)生， 就要跳到優(yōu)先級(jí)最高的例程重新開始掃描· 活動(dòng)例程活動(dòng)例程 事件例程 22.VVAn 校核：是確定仿真系統(tǒng)是否準(zhǔn)確地代表了開發(fā)者的概念描述和設(shè)計(jì)的過程。n 驗(yàn)證：是從仿真系統(tǒng)應(yīng)用目的出發(fā)，確定仿真系統(tǒng)代表真實(shí)世界的準(zhǔn)確程度的過程。n 確認(rèn)：是官方正式地

12、接收仿真系統(tǒng)能夠?yàn)閷ｉT的應(yīng)用目的服務(wù)的一種資格認(rèn)可。VVA的主要技術(shù)和方法n 非形式化方法、靜態(tài)方法、動(dòng)態(tài)方法和形式化方法 23.輸出數(shù)據(jù) 終態(tài)仿真：仿真實(shí)驗(yàn)在某個(gè)持續(xù)時(shí)間段上運(yùn)行。系統(tǒng)的初始狀態(tài)必須加以明確指定，同時(shí)必須指定結(jié)束時(shí)間或給出停止事件的定義。（對(duì)初始狀態(tài)有明顯依賴性）重復(fù)運(yùn)行法 、序貫程序法、· 穩(wěn)態(tài)仿真：僅通過一次系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，得到一些系統(tǒng)性能測(cè)度指標(biāo)在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的估計(jì)值，常需要很長(zhǎng)一段運(yùn)行時(shí)間，結(jié)束條件一般是充分長(zhǎng)的仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)間或充分多的觀測(cè)樣本。批均值法 重復(fù)刪除法24.兩系統(tǒng)性能比較 基本思想：建立差值的置信區(qū)間。即對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)分別獨(dú)立地運(yùn)行n次，各自得到同一性能的n個(gè)樣本值，然后建立對(duì)應(yīng)樣本差值的置信區(qū)間。25.vrl 虛擬現(xiàn)實(shí)是計(jì)算機(jī)生成的具有臨場(chǎng)感覺的環(huán)境 一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)，它能對(duì)介入者人產(chǎn)生各種感官刺激，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，并給人一種身臨其境的感覺，人能以自然的方式與計(jì)算機(jī)生成的