物流系統(tǒng)模擬第八章

第八章

物流系統(tǒng)模擬小組成員：25張晴、26林靜、35樊科39黃昌華、40廖翔1面對(duì)日益增多的復(fù)雜的物流系統(tǒng)決策如何做出合理的決策呢？

建立一個(gè)比較切合實(shí)際的數(shù)學(xué)模型，然后模擬系統(tǒng)的行為，試圖從反復(fù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中推斷出系統(tǒng)的數(shù)量特征。這就是所謂的模擬方法。8.1物流系統(tǒng)模擬問(wèn)題的提出2一、系統(tǒng)模擬的概念

系統(tǒng)模擬又稱(chēng)為系統(tǒng)仿真，是指用系統(tǒng)模型結(jié)合實(shí)際的或模擬的環(huán)境和條件，或用實(shí)際的系統(tǒng)結(jié)合模擬環(huán)境和條件，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的研究、分析和實(shí)驗(yàn)的方法二、系統(tǒng)模擬的分類(lèi)（根據(jù)系統(tǒng)模型不同）

8.2

系統(tǒng)模擬的基本概念系統(tǒng)模擬數(shù)學(xué)模擬解析模擬隨機(jī)模擬物理模擬3系統(tǒng)模擬的目的（p214）1.評(píng)價(jià)系統(tǒng)：在建立一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)之前，必須對(duì)于假定系統(tǒng)的行為作出預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。通過(guò)模擬運(yùn)行獲得必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，避免決策上的重大失誤。2.方案比較：在已經(jīng)有了真實(shí)系統(tǒng)，模擬的目的就是為了比較各種備選方案，使設(shè)計(jì)更加合理，組織工作更周密。3.系統(tǒng)優(yōu)化：在真實(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的模擬，是為了進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的功能，以便改進(jìn)。4.靈敏度分析：在眾多影響因素中哪些對(duì)系統(tǒng)影響最大以及他們的影響程度。5.探求函數(shù)關(guān)系：探明決策變量與系統(tǒng)響應(yīng)間的具體因果關(guān)系

簡(jiǎn)言之，系統(tǒng)模擬的目的，是要在人為控制的環(huán)境和條件下，通過(guò)改變系統(tǒng)的輸入、輸出系統(tǒng)模型的特定參數(shù)來(lái)觀察系統(tǒng)或模型的響應(yīng)，用以預(yù)測(cè)系統(tǒng)在真是環(huán)境和條件下的品質(zhì)、行為、性質(zhì)和功能。48.22系統(tǒng)模擬的步驟1.提出問(wèn)題分析問(wèn)題2.建立系統(tǒng)模擬模型3.模模型驗(yàn)證對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)5.建立文檔并實(shí)施決策5一、系統(tǒng)模擬的作用1.了解系統(tǒng)的可行性和可靠性，驗(yàn)證理論的正確性，尋求解決問(wèn)題的途徑。

2.當(dāng)系統(tǒng)的實(shí)際操作訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)費(fèi)用很高時(shí)，或?qū)嶋H系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行破壞性和危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，模擬方法是很好的代替方法。如宇航員的模擬器

3.可研究單個(gè)變量或參數(shù)變化時(shí)對(duì)系統(tǒng)整體的影響，并且可重復(fù)實(shí)驗(yàn)，這是在真實(shí)系統(tǒng)中不可能辦到的。

4.當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)中存在大量隨機(jī)因素卻不能忽略時(shí)，可通過(guò)隨機(jī)模擬來(lái)解決。8.2.361.系統(tǒng)模擬是一種人為實(shí)驗(yàn)的手段2.系統(tǒng)模擬可以在實(shí)際序列上對(duì)系統(tǒng)的行為或狀態(tài)進(jìn)行模擬。3.數(shù)字模擬實(shí)質(zhì)上是對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題求數(shù)值解的一種計(jì)算方法。4.與解析方法相比，它不能提供一般情況下的解，一次模擬只能提供一組特定參數(shù)下的數(shù)值解。5.系統(tǒng)模擬的可控性強(qiáng)甚至可以在不同時(shí)間構(gòu)造完全相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。（課本P216）系統(tǒng)模擬的特點(diǎn)

7起源：數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼用馳名世界的賭城—摩納哥的MonteCarlo—來(lái)命名這種方法，為它蒙上了一層神秘色彩。在這之前，蒙特卡羅方法就已經(jīng)存在。1777年，法國(guó)數(shù)學(xué)家布豐（GeorgesLouisLecleredeBuffon，1707—1788）提出用投針實(shí)驗(yàn)的方法求圓周率π。這被認(rèn)為是蒙特卡羅方法的起源蒙特卡羅法8原理：通過(guò)隨機(jī)模型，利用一連串的隨機(jī)數(shù)作為輸入，對(duì)應(yīng)的輸出參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算的一種數(shù)值計(jì)算方法。理論基礎(chǔ)（大數(shù)定律）：在相同條件下對(duì)事件A進(jìn)行n次獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)n無(wú)限大時(shí)，事件A的n個(gè)觀察值的平均數(shù)依概率收斂于其數(shù)學(xué)期望值。原則上講蒙特卡羅法可解決任何形式的數(shù)學(xué)模型特別是隨機(jī)因素多，方法復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。蒙特卡羅法的原理與步驟9步驟：

1對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理

2.根據(jù)實(shí)際問(wèn)題中隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征，建立描述現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)哪M模型。

3.根據(jù)資料的處理結(jié)果，對(duì)模型進(jìn)行隨機(jī)抽樣，確定隨機(jī)變量的值，并按照數(shù)量關(guān)系進(jìn)行模擬計(jì)算。最后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，以及對(duì)統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行驗(yàn)證，分析系統(tǒng)變化的規(guī)律。101.直接法，即使用扔硬幣、投針，扔骰子方式獲得隨機(jī)數(shù)。2.物理方法，就是利用物理裝置作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)序列。（如：脈沖發(fā)生器，電子移位器等）3.數(shù)學(xué)方法，利用遞推算法，通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生各種分布特征的隨機(jī)數(shù)。（由于這樣產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)并非真正意義上的隨機(jī)數(shù)，為明確區(qū)分而稱(chēng)為偽隨機(jī)數(shù)）4.查隨機(jī)數(shù)表以確定隨機(jī)數(shù)，為了使用上的方便，人們將預(yù)先產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)排列在表格中，稱(chēng)為隨機(jī)數(shù)表。隨機(jī)數(shù)表中的隨機(jī)數(shù)的分布具有較好的隨機(jī)性和均勻性，在使用隨機(jī)數(shù)時(shí)要按照隨機(jī)性原則確定隨機(jī)數(shù)的起點(diǎn)。隨機(jī)數(shù)的起點(diǎn)確定后，可以從左到右或由上至下連續(xù)取用，或按照一定間隔取用。(p219例8-1)隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法111.平方取中求四位隨機(jī)數(shù)2.常數(shù)乘數(shù)法均勻分布，3.乘同余數(shù)法隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法—數(shù)學(xué)方法（p217）12隨機(jī)模擬：將隨機(jī)數(shù)作為事件出現(xiàn)的水機(jī)概率進(jìn)行模擬步驟:1求出累計(jì)頻率

2.計(jì)算累計(jì)頻率3.將累計(jì)頻率轉(zhuǎn)換為隨機(jī)概率

4.從隨機(jī)數(shù)表中任意指定一個(gè)隨機(jī)數(shù)作為始點(diǎn)，一個(gè)一個(gè)模擬13各種時(shí)間出現(xiàn)的次數(shù)服務(wù)時(shí)間發(fā)生次數(shù)分布概率累計(jì)概率隨機(jī)數(shù)6107258359201010P218例題8--1對(duì)某汽車(chē)修理廠修理汽車(chē)所需要的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共統(tǒng)計(jì)100次，各種時(shí)間出現(xiàn)次數(shù)如表所示，試對(duì)汽車(chē)修理廠每輛汽車(chē)的服務(wù)時(shí)間進(jìn)行模擬，完成下表14一、建立模型（1）流程圖（2