第5章 witness仿真系统（本）

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1、第5章Witness仿真系统5.1Witness综述Witness是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散事件系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已被成功运用于国际3000多家知名企业的解决方案项目，如Airbus公司的机场设施布局优化、BAA公司的机场物流规划、BAESYSTEMS电气公司的流程改造、Exxon化学公司的供应链物流系统规划、Ford汽车公司的工厂布局优化和发动机生产线优化、TreborBassett公司的分销物流系统规划等。目前，Lanner公司已经在包括澳大利亚、巴西、法国、德国、中国、意大利、日本、韩国、

2、南非、美国、英国等25个国家和地区设立代理，负责软件的推广和技术支持等工作。5.2Witness元素——模型的重要组成部分现实的生产或物流系统总是由一系列相互关联的部分组成。比如制造系统中的原材料、机器设备、仓库、运输工具、人员、加工路线或运输路线等；服务系统中的顾客、服务台、服务路线等。Witness软件使用与现实系统相同的事物组成相应的模型，通过运行一定的时间来模拟系统的行为。模型中的每个部件被称之为“元素（Element）”。该仿真软件主要通过如下五类元素来构建现实系统的仿真模型：离散型元素、连续型元素、运输逻辑型元素、逻辑型元素、图形元素等。5.2.1离散型元素离散型元素是为了表

3、示所要研究的现实系统中可以看得见的、可以计量个数的物体，一般用来构建制造系统和服务系统等，主要包括：零部件（Part）；机器（Machine）；输送链（Conveyor）；缓冲区（Buffer）；车辆（Vehicle）；轨道（Track）；劳动者（Labor）；路径（Path）；模块（Module）等。1零部件（Part）零部件是一种最基本的离散型元素，它可以代表在其他离散型元素间移动的任何事物。如产品、电话交流中的请求、微型电子元件、超市中川流不息的人、医院中的病人、机场中的飞机及行李等。零部件进入模型主要有两种方式。第一种方式是被动式的，只要有需要，零部件可以无限

4、量进入模型。如在制造企业中，一些零部件堆放在仓库中，当生产需要时，可以随时把它取出来供应生产。第二种方式是主动式的，零部件可以间隔一定时间（例如，每隔10分钟）进入模型；也可以按照一定的随机分布进入模型，如顾客到达商店的时间间隔服从均匀分布；也可以以不规则的时间间隔（例如，10分钟，20分钟，30分钟）到达模型；还可以以重复的不规则的方式进入模型。2机器（Machine）机器是获取、处理零部件并将其送往目的地的离散元素。不同的机器代表不同类型的处理过程。一台机器可建立不同的模型，它可以代表有装载、旋转、卸载、空闲和维护这五个状态的一台车床；也可以代表有空闲、工作、关闭三个状态的一个机场登

5、记服务台（将旅客与他们的行李分开，并发放登机卡）；还可以代表有焊接、空闲和维护三个状态的机器人焊接工等。3缓冲区（Buffer）缓冲区是存放部件的离散元素。例如存放即将焊接的电路板的储藏区、盛放产品部件的漏斗型容器等都称为缓冲区。缓冲区是一种被动型元素，既不能像机器元素一样主动获取部件，也不能主动将自身存放的部件运送给其他元素；它的部件存取依靠系统中其他元素主动地“推”或“拉”。我们通过利用缓冲区规则，使用另一个元素把部件送进缓冲区或者从缓冲区中取出来。部件在缓冲区内还按一定的顺序整齐排列（例如，先进先出，后进先出）。4劳动者（Labor）劳动者是代表资源（例如，工具或操作工人）的离

6、散元素。它一般负责对其它元素进行处理、装配、修理或清洁。如从事精密工作的机器人、一台选矿机或一个固定装置都是劳动者。我们可以对各种类型的劳动者设置不同的班次，可以在模型中加入班次的构成。假如另外一个元素要完成更重要的任务，我们可以从元素中撤离劳动者到该元素中去。这就是劳动者使用的优先权。离散系统仿真实例—工作流程某精神病医院有15张床位。患者每天求医的频率服从整数均匀分布[1，3]。来者想要进行一项测试，测试结果为（30，45）的均匀分布，如果分数高于42分，则不住院。如果一个患者来入住，病床不足，若住院病人中有分数高于47分的，则该病人出院让患者入住，否则，无法收治该患者。住院病人的医

7、治效果为测试分数按（-0.2，1.2）均匀分布每天变化，分数达49则出院。现要求对该医院进行为期1000天的仿真，计算系统中各病人的平均住院时间，病房利用率，无法收治患者数量，挤出系统的患者数量。离散系统仿真实例—实体元素定义元素名称类型个数说明PatientsPart1系统中病人QueueBuffer1进入检查模块的队列CheckMachine1医生测试患者初始分数ScoreAttribute1病人的分数属性Strai