制造系统建模与仿真 教学课件 作者 苏春 第4章 制造系统的建模方法.ppt

《制造系统建模与仿真 教学课件 作者 苏春 第4章 制造系统的建模方法.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章制造系统的建模方法4.1系统建模方法概述4.2活动循环图法4.3马尔可夫过程4.4Petri网建模理论4.4.1Petri网的基本概念4.4.2Petri网的扩展形式4.4.3基于Petri网的事件关系分析4.4.4基于Petri网的系统性能分析4.4.5Petri网建模与分析实例4.5排队系统模型4.5.1排队系统的基本概念4.5.2顾客到达时间间隔和服务时间分布4.5.3排队系统的应用案例4.6库存系统模型4.6.1库存系统的基本概念4.6.2确定型库存模型4.6.3随机型库存模型7/25/20

2、211SuChun,SoutheastUniversity活动循环图法（ActivityCycleDiagram，ACD）离散事件系统建模方法之一——活动循环图法（ActivityCycleDiagram，ACD）ACD认为：系统中的每个实体都按照各自的循环方式发生变化－－静止状态和活动状态。这两种状态在循环交替出现。ACD以○表示静止状态，以⓫表示活动状态，以有向箭头→表示静止状态与活动状态之间的转换。当系统中有多个实体时，有向弧就要使用不同的颜色或线型，以示不同实体的区别。7/25/20212SuChun,South

3、eastUniversity活动循环图法（ActivityCycleDiagram，ACD）根据研究对象的不同，可以建立系统不同层次的ACD模型，即高层次模型可以进一步分解为低层次的模型。ACD法注重“个体”的活动，系统状态的变化是全部个体状态变化的集合。ACD法的缺点：当系统庞大、复杂时，活动循环图将十分复杂；ACD法只描述系统的稳态，而不研究系统的瞬态（如动作的开始、结束等）；ACD法缺乏定量的分析工具。7/25/20213SuChun,SoutheastUniversity活动循环图法（ActivityCycleD

4、iagram，ACD）活动发生的条件：所有前置队列中都具有按照规则挑选的、足够数量的令牌（token）存在。一个活动可以同时发生多起，活动的延续时间可以是常数，也可以是随机数，或服从某种分布。ACD法中的术语：实体（entity）活动（activity）队列（queue）7/25/20214SuChun,SoutheastUniversity活动循环图法（ActivityCycleDiagram，ACD）ACD法建模举例：机床的ACD图工人的ACD图7/25/20215SuChun,SoutheastUniversity

5、活动循环图法（ActivityCycleDiagram，ACD）系统ACD图7/25/20216SuChun,SoutheastUniversity排队论（queuingtheory）离散事件系统建模方法之二——排队论（queuingtheory）1918年，丹麦工程师Erlang提出用概率方法研究电话的通话过程，既而形成排队论理论。排队论是研究排队现象的理论，也称随机服务系统理论。目前，排队理论已经在运输、城市交通、货物装卸、仓储、生产任务分配、服务系统设置、医疗等领域得到应用。7/25/20217SuChun,Sou

6、theastUniversity排队论（queuingtheory）排队论在制造系统的建模始于70年代末。1977年，Solberg首次提出FMS系统的闭排队网络模型，之后排队论在制造系统中得到较多地研究及应用。以柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）为例：排队论可考虑FMS中不同工件竞争同一台机床时的相互作用和阻塞现象，分析系统的不确定性和动态性，研究如何合理安排工件和机器，使机床效率最高、工件等待时间最短。7/25/20218SuChun,SoutheastUniversity

7、排队论（queuingtheory）排队论能考虑系统的随机因素及阻塞状态，得到平均队列长度、系统平均生产率、机床利用率等系统动态性能指标，可用于FMS的规划、设计和性能分析。例如：吴启迪等将排队网络模型用于上海第四机床厂箱体零件FMS的方案规划评价、生产性能的稳态性能评估以及生产率的灵敏度分析，取得了较好的效果。缺点：排队论模型没有考虑系统的实际布局，且假设机床加工时间等参数符合某种标准分布规律，缺少科学性，仅适合于对FMS作初步的统计分析。7/25/20219SuChun,SoutheastUniversity排队论（

8、queuingtheory）排队系统的组成：顾客：等待服务的对象服务台（服务员）：提供服务的机构、设备或人服务时间：顾客占用服务台的时间排队规则：顾客排队等待服务的次序服务规则：服务台为顾客提供服务的规则排队队列：按照一定排队规则排列的顾客群7/25/202110SuChun,SoutheastUniversity排