第二章系统仿真的基本知识 物流系统仿真课件.ppt
《第二章系统仿真的基本知识 物流系统仿真课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章系统仿真的基本知识 物流系统仿真课件.ppt(40页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第2章 系统仿真的基本知识,系统仿真的基本概念系统、模型与系统仿真连续系统与离散事件系统离散事件系统的基本要素仿真钟典型离散事件系统排队系统存储系统离散事件系统仿真的基本步骤,2.1 系统仿真的基本概念,2.1.1 系统、模型与系统仿真何谓系统?诸多元素,相互作用,有机结合系统范围的划分与研究的目标有关模型跟系统有何关系?模型是系统的抽象表示,反映系统某些方面的本质特征、反映系统内部要素的关系、反映内部要素与外部环境的关系。系统仿真建立系统的模型,在模型上对系统进行实验研究的方法,2.1.2连续系统与离散事件系统连续系统系统的状态随时间连续变化的系统。如温控系统、液压系统等离散事件系统系统状态
2、变量随时间离散状态变化的系统。如生产系统、运输系统等,离散系统原理,离散系统模型,连续系统与离散系统的区别,区别时间基。连续-确定,离散-不确定。输入变量和输出变量。连续系统的输入变量通常是确定的;离散事件系统的变量往往带有随机性。输出变量与输入变量情况相同。状态变量。连续系统的状态变量一般也是连续变量;离散事件系统的状态变量可能是非连续的,如仓库货位的状态是空或非空。状态转移函数。连续系统存在一个状态转移函数,可通过其推算出状态变量的变化过程;离散事件系统则不存在状态转移函数。状态空间。,2.1.3 离散系统基本概念及要素,实例介绍,例2.1 单人理发馆系统:上午9:00开门,下午5:00关
3、门,顾客到达时间一般是随机的,为每个顾客服务的时间长度也是随机的。描述该系统的状态是服务员的状态(忙或闲)、顾客排队等待的队长。 显然,这些状态变量的变化只能在离散的随机时间点上发生。类似的例子很多,如订票系统、库存系统、交通控制系统、加工制造系统等。,离散系统基本概念及要素,1. 系统变量:描述系统特征的各种指标或性能,常常随时间的变化而变化。,2.参数:表征各种系统变量的值。,3.系统的状态:某个指定的时刻,系统中所有系统变量的值的集合。在模拟过程中,我们在不同时刻都要对系统的状态进行统计,这里系统的状态是指系统中所有变量值的全体,而不是一部分变量的值。比如,理发馆系统中系统状态应是在某一
4、时刻系统中所有变量的值的集合,包括理发员的状态、排队长度、每一顾客的到达时间、对每一顾客的服务时间、模拟时钟的值。,因此,在模拟中一提到“系统的状态”,总是指某一具体时刻。在这一具体时刻,所有系统变量的值的集合就是系统在这一时刻的状态。,4.实体 系统中与研究目的有关的人、物、设备、设施等组成系统的元素称为系统的“实体”。比如,理发员和顾客就是理发系统中的实体;飞机、跑道和信号灯则是飞机场系统中的实体。,离散事件系统中,实体可分为两大类:临时实体和永久实体。在系统中只存在一段时间的实体叫临时实体;这类实体由系统外部到达系统,通过系统的作用,最终离开系统。如要理发的顾客。,永久驻留在系统中的实体
5、叫永久实体,如理发员是永久实体。 临时实体按一定规律不断地到达,在永久实体作用下通过系统,最后离开系统,整个系统呈现出动态的过程。如顾客。,上述的定义并不是绝对的,区分临时实体与永久实体还要看所研究的目的。,5.事件(一) 在某个时刻,引起系统状态变化的行为,称为一个事件。不引起系统状态变化的行为是不能成为“事件”的。,在模拟技术中,只有那些可以改变系统状态的行为才可以称为“事件”。比如,在上述的理发馆系统中,顾客的到达可以使系统的状态发生变化,使理发馆系统的排队长度发生变化;或使理发员的状态发生变化。因此,顾客的到达就是一个“事件”。,5.事件(二),在该系统中,如果是理发馆的经理到达,这一
6、到达是不是事件呢?,这就要看这一到达是否会引起系统状态的变化。如果经理的到达对理发员没有影响,既不影响顾客的到达和离开,也不影响服务员的服务质量,则这一到达就不是“事件”。如果经理的到达使理发员的工作速度加快,从而使被理发的顾客提前离开,这就改变了系统状态,因此经理的到达也是系统的“事件”。 严格区分某一过程是否是事件,对于建立系统模型是十分重要的,因为我们仅是对“事件”的那些过程进行模拟和统计,而对不是“事件”的过程不须考虑。,6.活动 指实体持续了一段时间的行为。活动的开始或结束的瞬间都是事件。 活动通常用于表示两个可以区分的事件之间的过程,它标志着系统状态的转移。如理发系统中,顾客的到达
7、事件与该顾客开始接受服务事件这一过程可称为一个“活动”。它使系统中服务员的状态发生变化或使顾客等待的队列发生变化;同样,顾客开始接受服务到该顾客被服务完毕离开系统,这一过程也可以看作是一个“活动”。,7.进程 进程由若干事件及若干活动组成,一个进程描述了它所包含的事件及活动间的相互逻辑关系及时序关系。 如理发系统中,一个顾客到达系统,经过排队,直到服务员为其服务完毕后离开系统可称为一个进程。事件、活动、进程三者之间的关系表示如下:,8.仿真时钟 仿真时钟的时间是仿真模型中的时间指示,它代表仿真模型运行的真实时间,并不是仿真运行过程所占用的计算机的CPU时间。不同仿真系统的时间单位是不同的,对排
8、队系统进行仿真时,其时间单位可能是分钟,而对宏观经济系统的仿真,随机离散事件的发生时间可能是以月或年来表示的。,模拟模型中表示时间的变量称为“模拟时钟”。模拟时钟与一般时钟是不同的,模拟时钟是给模型的模拟过程记时的,因此它走的快慢是由模型所确定的时间单位和记时办法来决定的。,在离散事件系统仿真中有两种不同的时钟推进方式:面向事件的仿真时钟(变步长推进法)和面向时间间隔的仿真时钟(固定步长推进法)。,(1)面向事件的仿真时钟(变步长推进法) 在这种方式下,仿真时钟并不是连续地向前推进,而是按照下一个事件预计将要发生的时刻,以不等距的时间间隔向前推进。也就是说,模拟时钟并不是一分一秒地运行的,而是
9、以某个事件的发生来驱动的;仿真时钟每次都跳跃性的推进到下一事件发生的时刻。,(2)面向时间间隔的仿真时钟(固定步长推进法) 在这种方式下,首先要根据模型的特点确定时间单位,仿真时钟按很小的时间区间等距推进,每次推进都要扫描所有的活动,以检查在这时间区间内是否有事件发生,若有事件发生则记录这一时间区间,从而得到有关事件的时间参数。这种推进方式要求每次推进都要扫描所有正在执行的活动。,9.统计计数器 离散事件系统的状态,随着事件的不断发生也呈现出动态变化过程,只做一次独立运行是不能说明问题的,要独立重复运行多次。为此,需要有一个统计计数部件,以便统计系统中的有关变量。,对例2.1的进一步说明(一)
10、 上述的例2.1是一个典型的排队服务系统。简单的排队服务系统如图所示:,在这个系统中,假设顾客总体是无限的,也就是说,如果一个顾客离开顾客总体,并不会改变其它顾客的到达率; 顾客一旦进入等待队列,他们一定最终能够得到服务; 服务时间是按一定概率分布的随机长度; 系统的容量是无限的;,对例2.1的进一步说明(二),被服务的规则是按到达的次序,由一个服务员对顾客进行服务,遵循着先到先服务的次序,通常称为FIFO(First In First Out),即先进先出。 到达和服务的描述是由到达时间间隔分布和服务时间分布来描述的,整个系统顾客的平均到达率必须小于最大的服务率,否则等待队列将无限增长,对系
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二章系统仿真的基本知识 物流系统仿真课件 第二 系统 仿真 基本知识 物流 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1852125.html