Arena培训手册 - 经济管理实验教学中心.DOC

Arena培训手册①国防军事领域。新装备研制过程仿真、作战仿真等等；②生产制造领域。生产线布局、设施规划、厂址选择、瓶颈分析、资源分配等等；③供应链管理领域。物流规划、库存决策、运输规划等等；④社会服务领域。系统性能分析、业务流程分析、投资决策分析（决策方案比较）等等。 仿真应用的具体表现：提高设备利用率、减少排队等待、有效分配资源、减小缺货损失、减小资源故障带来的影响、确定最优批量问题、确定最优加工顺序问题、解决物料搬运问题、日常运作决策、实时监控、方案筛选，……。 仿真模型的类别：离散系统仿真、连续系统仿真、混合系统仿真。在离散系统中，状态变量仅在随机的时点上发生瞬间的跃变，而在两个相邻的时间点之间，系统的状态保持不变。 离散系统仿真 连续系统仿真 混合系统仿真 仿真的基本问题和内容 数据是怎么来的？ 仿真数据的采集与分析。 生成的数据是否正确？数据能真实反映我们的实际情况吗？ 随机数与随机变量的生成，系统输入分析。 模型能真实描述我们这里的实际运作吗？运行结果能说明实际问题吗？ 仿真模型的验证、认证和确认（VVA）。Verification: 验证。确定仿真模型本身是否存在语法和逻辑错误；Validation: 认证。确定仿真模型是否精确代表理论模型；Accreditation: 确认。确定仿真模型是否真实反映实际系统，能否被实际需要和特定目的所接受。 仿真模型的VVA 如何根据输出数据分析实际系统的性能？ 仿真输出分析。 仿真的理论基础是什么？为什么有效？ 仿真涉及的理论 仿真的基本步骤 仿真基本流程图 仿真原理 随机抽样（统计实验分析）方法的基本思想：当实验次数充分多时，某一事件出现的频率近似于该事件发生的概率。 由于随机因素的存在，任意两次仿真的结果很可能是不一样的。因此，一次仿真的结果没有什么实际意义，是不能作为决策依据的。但可以用多次仿真实验的结果进行统计分析，来推断系统的性能。 统计分析 仿真术语：以一定的置信度推断系统的性能位于某个置信区间。置信度：可靠性程度；置信区间：可靠性区间；精度：精确性程度，如置信区间半长；样本量与精度的平方成反比，与置信度下有关分布的临界值的平方成正比。 仿真术语 输入分析过程 仿真类型不同，所采用的输出统计分析方法也不同。仿真类型一般有终态仿真和稳态仿真两种。终态仿真主要研究在规定时间内的系统行为，而稳态仿真主要研究系统长期运行的稳态行为。 终态仿真：在有限时段内的仿真，仿真结果与系统初始状态有关。用相同的初始条件与终止事件做n次独立重复仿真运行，每次使用不同的随机数流。为消除自相关影响，可对每次运行的结果进行平均处理。 稳态仿真：仿真时间趋于无穷的仿真，仿真结果在理论上与系统初始状态无关。与终态仿真相比，除需要消除自相关因素外，还有一个重要的方面就是要消除初始状态的影响（解决初始瞬态问题）。 常用分布：①均匀分布。连续分布。只知道最大值和最小值时使用；②三角分布。连续分布。只知道最大值、最小值和最可能值时使用；③泊松分布。离散分布。模拟固定间隔时间内的随机事件数量，如到达人数、批量大小等。④正态分布。连续分布。如用于表示加工时间等。⑤指数分布。连续分布。常用于表示间隔时间。⑥离散概率分布。常用于表示工件类型等。 均匀分布 三角分布 泊松分布 正态分布 指数分布 离散分布 仿真时钟的推进方式：面向事件的仿真时钟推进和面向时间间隔的仿真时钟推进。 面向事件的仿真时钟推进 面向时间间隔的仿真时钟推进 Arena概述 Arena是美国Rockwell Software公司开发的通用仿真软件，具有功能强大、使用方便、界面直观、动画显示等优点。可以很容易地建立诸如生产系统、服务系统等仿真模型；并可以根据实际需要设定仿真参数进行动态系统模拟，从而对实际的复杂系统进行有效分析和处理；内嵌的Microsoft VBA(Microsoft Visual Basic for Application)工具使Arena能够根据用户特定需求进行定制，还可以方便地与其它软件集成，如Microsoft Office产品、SQL Server数据库产品等，从而对其功能进行扩充；Arena采用面向对象编程(OOP, Object-Oriented Programming)的思想，将其核心模块都以类的形式封装在Arena类库中，以动态链接库(Dynamic-Link Library, DLL)的形式表现，在任何开发环境中都可以引用这些动态链接库，继而使用Arena的所有模块来达到控制整个仿真模型和仿真运行过程的目的。 Arena的发展历史 ①全面深入地体现了系统仿真的有关理论；②学术界应用较广。 W. David Kelton: Cincinnati大学定量分析和运作管理学院教授，Wisconsin大学的学士、硕