系统建模与仿真全套配套课件罗国勋罗勋蒋天颖丛祝辉第四章 离散事件系统 ).docx

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1、第四章离散事件系统如前所述，根据变量的性质，可分为连续事件系统和离散事件系统。连续事件系统的状态变量随时间连续变化，其主要特征可通过微分方程描述。离散事件系统的状态仅在离散的时间点上发生变化，而这些离散时间点一般不确定，即离散事件系统内部的状态变化是随机的，同一内部状态可以向多种状态转变，这种变化只在随机时间点发生，且在一段时间内保持不变。系统内部状态的变化虽然遵循一定的统计规律，却很难用函数描述。因此，离散事件系统的建模有其独特性，本章讨论离散事件系统模型及其建模方法。第一节离散事件系统模型一、离散事件系统的基本要素离散事件系统的类型虽然多种多样，但它们

2、的主要组成要素基本相同。从仿真的角度，离散事件系统由实体（entity）、活动（activity）、资源（resource）以及控制（control）等基本要素构成（见图4-1-1）。（一）实体（entity）活动资源控制输入实体输出实体图4-1-1系统要素构成系统的各种成分称为实体。实体是经过系统处理的事项。例如产品、顾客、文件等等。实体用诸如成本、形状、优先权、质量等特征予以定义。实体可分为：1．生命体（如顾客、病人等）；2．无生命体（如文件、纸币、帐单等）；3．无法感知的事物或无形物（如电话、电子邮件等）。与实体相关的一个重要概念是属性（attrib

3、utes），属性反映实体的某些性质，其集合描述实体的状态。例如，在超市服务系统中，顾客是一个实体，性别、身高、年龄、到达时间、服务时间和离开时间等是他的属性。一个客观实体有很多属性，对特定系统而言，并非所有属性与所研究问题有关，如顾客的性别、身高、年龄与超市服务的关系不大，则不必作为顾客的一个属性，而顾客到达时间、服务时间和离开时间是研究超市服务效率的重要依据，则是超市服务系统中的顾客属性。（二）活动（activity）导致系统状态发生变化的过程称为活动。例如，对顾客的服务、对设备的一次大修、更换设备某一部件，在仿真中均属于一项活动。活动占用一定时间和资源

4、，直接或间接地涉及到实体。活动可分为：1．实体过程（如登记验票、手术、检验、装配等）；2．实体或资源运动（如铲车装卸货物、乘电梯等）；3．资源的调节、维护和补给（如机器的调试、零配件的准备等）。（三）资源（resource）资源是与系统状态发生变化有关的因素,是活动得以实现的资料。资源为实施活动提98供设施、设备和人员。资源丰裕可推进实体进程。反之，资源不足则会限制过程发生的速率而减缓进程。资源用容量、速度、周期及可靠性等描述。与实体一样，资源也可分为：1．生命资源（操作人员、医生、维护保养人员等）；2．无生命资源（设备、工具、楼层、空间等）；3．无形资源

5、（信息、电能等）。（四）控制（control）控制就是规定活动由何人在何时何地实施（即how,when,where）,是强制系统接受指令。控制有不同的控制水平。从最高水平来看，控制由计划、方案和策略构成；从最低水平而言，控制规定书写程序的格式及机器控制的逻辑。总之，控制给定系统如何运作的信息和决策逻辑。工作顺序、生产计划、工作时间表、控制软件、任务的先后次序以及指令等均是控制的例。二、离散事件仿真模型的结构（一）有关术语在系统建模与仿真中，除上述基本要素外，还将要用到一些基本术语，现分别说明如下：1．系统状态（systemstate）系统状态是指在某时间点

6、对系统所有的实体、属性和活动的描述。在仿真模型中，用一组系统状态变量描述系统在不同时刻的状态。2．事件（event）事件是引起系统状态发生变化的行为，可以是某个实体的产生或消失，系统实体的属性值的改变，或者是一项活动的开始或结束。事件可分为时间事件和状态事件，前者是指依照系统的作业规则在预定时间发生的时间；后者则是指系统状态符合某种条件而发生的事件。3．进程（process）顾客的服务进程排队过程服务过程顾客到达事件服务开始事件服务结束事件图4－1－2事件、活动与进程的关系进程由和某类实体相关的事件及若干活动组成。一个进程描述它所包括的事件及活动之间的相互

7、逻辑关系和时序关系。例如，一位顾客到达系统→排队→接受服务→服务完毕后离开系统的过程，顾客的来到，系统增加一个实体，顾客来到至接受服务前的排队导致队长的变化，接受服务的时间又因顾客的不同而不尽相同，这一切均引起系统状态的变化，因此可视为一个进程。在此，顾客的到达、服务的开始和结束是事件，而排队及接受服务是活动，由为可见进程与事件、活动密切相关，其间的关系可用图（图4－1－2）表示。4．仿真时钟（simulatoinclock）仿真时间并非仿真过程的时间长度，而是系统运行所需要时间在仿真过程的表示。仿真时钟用于表示仿真时间的变化，控制仿真过程的时序。在连续仿

8、真中，将连续模型离散化后，仿真事件的变化由仿真步长确定，步长可固定