仿真优化中资源分配问题的研究

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1、一一以获得正确决策所需的各种信息⋯。系统仿真是20世纪40年代末以来伴随着计算机技术的发展而逐步形成的--I']新兴学科。最初，仿真技术主要用于航空、航天、原子反应堆等价格昂贵，周期长、危险性大、实际系统试验难以实现的少数领域，后来逐步发展到电力、石油、化工、冶金、机械等一些主要工业部门，井进一步扩大到社会系统、经济系统、交通运输系统、生态系统等一些非工程系统领域。可以说，现代系统仿真技术已经成为任何复杂系统，特别是高技术产业不可缺少的分析、研究、设计、评价、决策和训练的重要手段。其应用范围在不断扩大，应用效益也日

2、益显著。系统仿真的实质：(1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理；(2)仿真是一种人为的试验手段。它和现实系统实验的差别在于．仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映像的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的．这也是仿真的主要功能；(3)仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及发展过程。系统仿真的作用；(1)仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法：1．

3、2系统仿真的分类系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础之上的，以计算机和其它专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假设的系统进行试验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合的实验性学科。从广义而言．系统仿真的方法适用于任何的领域，无论是工程系统(机械、化工、电力、电子等)或是非工程系统(交通、管理、经济、政治等)⋯。系统仿真根据模型不同，可以分为物理仿真、数学仿真和物理—数学仿真(半实物仿真)；根据计算机的类别，可以分为模拟仿真，

4、数字仿真和混合仿真；根据系统的特性；可以分为连续系统仿真、离散时问系统(采样系统)仿真和离散事件系统仿真；根据仿真时钟与实际时钟的关系，可以分为实时仿真、欠实时仿真和超实时仿真等。：J系统仿真的一般步骤：对于每一个成功的仿真研究项目．其应用都包含着特定的步骤。不论仿真项目的类型和研究目的有何不同。仿真的基本过程是保持不变的．要进行如下几步(注意：仿真研究不能简单遵循这几步的排序，有些项日在获得系统的内在细节之后．可能要返回到先前的步骤中去。同时，验证和确认需要贯穿于仿真工程的每一个步骤当中)；(1)问题定义一个模型

5、不可能呈现被模拟的现实系统的所有方面，有时是因为太昂贵。另外，一个表现真实系统所有细节的模型也常常是非常差的模型．园为它将过于复杂和难于理解。因此，明智的做法是：先定义问题，再制定目标，然后构建一个能够完全解决问题的模型。在问题定义阶段，对于假设要小心谨慎．不要做出错误的假设。作为仿真纲领，定义问题的陈述越通用越好．详细考虑引起问韪的可能原因。(2)制定目标和定义系统效能铡度没有目标的仿真研究是毫无用途的。目标是仿真项目所有步骤的导向，系统的定义也是基于系统目标的。目标决定了应该做出怎样的假设、应该收集那些信息和数

6、据：模型的建立和确认考虑到能否达到研究的同标。日标需要清楚、明确和切实可行。目标经常被描述成像这样的问题“通过添加机器或延长工时，能够获得更多的利润吗?”等。在定义目标时，详细说明哪些将要被用来决定目标是否实现的性能测度是非常必要的，每小时的产出率、工人利用率，平均排队时间、以及最大队列长度是虽常见的系统性能测度。虽后，列出仿真结果的先决条件。如：必须通过利用现有设备来实现目标，或最高投资额要在限度内．或产品订货提前期不能延长等。源可能有计划故障时间和意外故障时间。计划故障时间通常指午餐时间．中场休息，和预防性维护

7、等。意外故障时间是随机发生的故障所需的时间，包括失效平均间隔时间和维修平均间隔时间。在这些工作完成之后．需要将现实系统作模型描述．它远比模型描述向计算机模型转化困难。现实向模型的转化意味着你已经对现实有了非常彻底的理解，并且能将其完美地描述出来。这一阶段，将此转换过程中所作的所有假设作详细说明非常有必要。事实上，在整个仿真研究过程中，所有假设列表保持在可获得状奄是个很好的主意，因为这个假设列表随着仿真的递进还要逐步增加。假如描述系统这一步做得非常好，建立计算机模型这一阶段将非常简便。注意，获得足够的、能够体现特定仿

8、真目的的系统本质的材料是必要的，但是不需要获得与真实系统一一对应的模型的描述，正如爱园斯坦所说“做到不能再简单为止”。(4)列举可能的替代方案在仿真研究中，确定模型早期运行的可置换方案是很重要的．它影响着模型的建立。在初期阶段考虑替代方案，模型可能被设计成可以非常容易转换到替换系统。(5)收集数据和信息除了为模型参数输入数据外，在验证模型阶段，还可以将实际数