ACD的建模方法

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1、ACD的建模方法举例假设有一个系统，它有两类实体－机床和工人。机床是半自动的，需要一个工人去安装（SETUP）工件。然后机床可以自动的对工件进行加工（RUN），直到加工完毕，机床停止。此时若有一个工人可用来安装工件，就可以开始一次新的循环。因此，半自动机床这一类实体就有SETUP和RUN这两种活动，两个等待状态（队列）——IDLE（空闲）和READY（就绪），其活动循环图如图4.19所示。1图4-19机床的活动循环图2现在对另一类实体－工人进行分析，假设工人只担负一项任务—安装工件，即工人只参加一个活动SETUP，则这一类实体的循环图如图4.20所

2、示。3图4.20工人活动循环图4在完成了各类实体的活动循环的分析和绘制之后，就应当将它们综合成一个系统的活动循环图，如图4.21所示。在此图中，表示机床的活动循环；—0—0—0表示工人的活动循环。5图4.21系统的活动循环图6对于合作活动，只有当参与合作活动的实体都在该活动的前置队列中存在时，此活动才能开始。在图4.21中，如果合作活动SETUP要开始，则必须有一个工人在队列WAIT中和一台机床在队列IDLE中才行。如果其中之一不在而另一个在，则后者将被迫在队列中等待。这种被迫等待，通常会使系统的性能严重下降。7当一个活动开始时，相应的实体从队列中

3、移到该活动中。在ACD图上，可以使用标志来代表实体。这样，就可以用该标志在活动循环图中的位置来代表实体的状态，用它从队列到活动中的移动来模拟上述的移入动作。当模拟的活动周期结束时，标志再从该活动移入相关的后续队列。一个活动完成后，释放其后续活动所需的实体，并使后续的活动有了开始的可能。在本例中READY队列是虚拟队列，SETUP是合作活动。8活动循环图是按照实体类的行为模式建立的，它与实体类中的实体数量无关。例如在本例中，它与机床数及工人数都无关。换言之，这个活动循环图可以应用于机床数和工人数较多的系统，以模拟一个大的制造系统；反之，也可以用来模拟

4、一个小的制造系统。因此，只要系统的行为模式相同，即使它们的实体类型和活动周期不同，都可以用同一个活动循环图来描述。9ACD图仿真所需的信息在建立ACD图后，如要进行仿真，还需要以下三种信息：（1）每一个活动的周期值（即活动持续时间）。它可以是一个常数，如图4.21中的D＝10；一个计算值（如5乘以机床主轴数）；一个随机变量（如负指数分布函数的随机采样值），或者是上述数值的组合。10（2）每一个队列的排队规则。排队规则可采用先进先出，后进后出，等级高者先出或其它的优先规则。“等级高者”规则按实体的属性决定其优先等级，如效率最高的工人优先；最不耐心的顾

5、客优先等。在活动循环图中，若没有指明排队规则，则表示默认的规则是先进先出。11（3）系统仿真的初始条件。在确定仿真的初始条件时，应尽量避免使系统处于“空闲状态”。因此，应该尽可能的使初始状态接近系统的稳态。在ACD图上，应该恰当地给出每个实体的初始位置（既可以给定于队列中，也可以给定于活动中）。但是要注意，如果实体放在合作活动中，必须保证该活动要求参加的所有实体均已放入。12仿真分析规则和人工仿真运行现在以图4.22中的活动循环图为例，来讨论系统仿真的进程和仿真分析的规则。假设该系统由3台半自动机床（以①、②、③为标志）和一个工人组成，活动周期是固

6、定的（SETUP为3，RUN为10），排队规则均为先进先出。13初始时钟CLOCK值定为零。系统的初始条件为：工人处于WAIT（等待）队列中，三台机床位于IDLE（空闲）队列中。这个初始条件即前述的系统空闲状态，要达到系统运行稳态，还有一段过渡过程。图4.22给出了CLOCK＝0时的系统状态。14图4.22时钟值为零时的系统状态15在设定系统初始状态后，系统的仿真运行即可按下列的规则推进：1）规则1（C相）依次检查每一活动，以判断此活动是否可以开始，即此活动所要求的足够的实体集合，是否已经存在于所有有关的前置队列中。如果含有，则将这个实体集合的标志

7、移入此活动的矩形中，且计算出此活动的终止时间（它等于当前的时钟值加上此活动的周期）并将此时间值写在该活动的矩形内。16当所有活动都检查完后，转向规则2。2）规则2（A相）检查所有活动的终止时间，选其最小值，并设置时钟值为此选择值，然后，转向规则3（除非时钟值超过了预定的仿真终止时间）。在此例中，这个最小值是3，当前的时钟值等于3。173）规则3（B相）比较每一个活动的终止时间是否等于当前时钟值（从规则2可看出，至少有一个活动的终止时间等于当前时钟值）。对每个终止时间等于当前时钟值的活动，删除其在C相（规则1）时写于矩形内的终止时间，并将此活动矩形内

8、的实体标志移入其相关的后续队列，然后转向规则1。18在此例中，现在SETUP结束，工人返回到WAIT队列，机床1走到REA