生产系统建模与仿真chap1

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1、生产系统建模与仿真杨东博士、副教授上海交通大学工业工程系email:dongyang@sjtu.edu.cn教材及参考书《离散事件系统仿真》（Discrete-eventsystemsimulation)（英文影印版.第4版）,JerryBanks,2003，机械工业出版社，定价：65.00RMB。www.bcnn.net《系统仿真使用Arena》（SimulationwithArena).考试及成绩计算期末（笔试）占总成绩的50%。仿真程序设计（C++,Java)占15%。（第8周前完成）仿真综合应用项目（Arena

2、)占20%。(第8周提交方案）平时作出及出勤占15%。联系方式：机械大楼工业工程系612房间。Email:dongyang@sjtu.edu.cn第一章仿真概述本章内容：1.1何时使用（不）仿真1.2仿真的优点（缺点）1.3仿真的应用领域（演示）1.4系统1.5模型1.6离散事件系统仿真（DES）1.7仿真步骤仿真（Simulation）:模仿真实系统的运作（随时间而变化）。仿真模型（SimulationModel):是关于系统运作的一些假设（assumption).这些假设是用实体间的数学、逻辑和符合关系来表示。仿真

3、的用处：作为分析工具－预测对现有系统的改变。作为设计工具－预测新系统的性能。分析方法VS.仿真方法一些简单系统可以采用分析方法（微积分公式、概率论、矩阵代数）来进行公式计算。复杂系统？－>仿真方法（NumericalComputer-basedSimulation)1.1何时使用仿真shannon[1998]研究复杂系统的内部交互行为。信息、组织、环境对系统的改变所造成的影响。改变仿真输入，观察仿真输出，可能发现最重要的系统变量。仿真作为强化或验证分析方法的辅助手段。仿真可作为学习、训练的手段（没有干扰正常的生产运作）

4、。现代系统（先进工厂、晶圆制造、服务业）太复杂，只能采用仿真方法。可以以动画的方式可视化系统的行为。何时（不）使用仿真BanksandGibson[1997]规则1：常识能够解决的问题。规则2：分析方法能够解决的问题。规则3：现场、直接实验或指导能够解决。规则4：仿真成本》节约。规则5：没有足够的资源（钱和人力）。规则6：不能收集到相关的数据。规则7：系统太复杂、难以定义（如人类）1.2仿真的优点优化模型：通过求解方式进行。（运筹学中的整数规划、线性规划等）仿真模型：Simulationmodelsare“RUN”ra

5、therthanSolved.能够研究新的策略、运作过程、决策规则，而无需打断、或干扰真实系统的正常运行。能够测试新的硬件、布局、运输系统等资源，而无限实际获取这些资源。能够观察到系统变量之间的交互。能够观察到系统变量对系统性能的重要程度。帮助理解系统是如何运作的。仿真的缺点建模需要专门训练。解释仿真结果具有难度。仿真建模和分析可能是一件耗时、代价过高的行为。分析方法可行时，采用仿真可能是一个不好的做法。1.3仿真的应用领域生产制造晶圆制造项目管理军事物流、供应链、配送运输与交通业务流程仿真医院(healthCare)

6、目前趋势：风险仿真（如保险）呼叫中心（CallCenter)自动物流系统（AMHS,AutomatedMaterialHandlingsystem)更多应用情况请参考：冬季仿真会议(WSC,WinterSimulationConference)：http://www.wintersim.org/演示1.4系统系统（System）:Asystemisdefinedasagroupofobjectsthatarejoinedtogetherinsomeregularinteractionandinterdependence

7、towardtheaccomplishmentofsomepurpurse.系统边界(Systemenvironment）系统组成（ComponentofASystem):实体(Entity)：系统中我们感兴趣的对象。属性（Attribute):实体的属性或性质。活动（Activity):具有一定时间长度的任务或工作。系统状态（State):一组用来描述系统的变量的集合。事件（Event):导致系统状态改变的瞬间行为。系统举例银行：实体：Customer属性：checking-accountbalance活动：Maki

8、ngdeposits事件：Arrival,depart状态变量：NumberofbusytellersNumberofcustomerwaitingRapidrail(火车）实体：Rider属性：Origination,destination活动：Traveling事件：Arrivalatstation;arrivalatdest