物流仿真系统 第1章.ppt

第一章 概论 物流系统建模与仿真实验 （一） 课程导言 Modeling Simulation, MS MS是21世纪制造业的一项关键支撑技术 IMTR将MS列为能够影响美国整个制造业的发展，全面提升制造企业技术水平和快速反应能力的技术领域之一。 课程概要 围绕这个理论框架的基本原理 掌握一种仿真语言 / 仿真软件的应用 AutoMod软件和Flexsim软件 本章内容简介 系统仿真的作用和优缺点 相关基本概念 连续系统和离散事件系统仿真 系统仿真的发展与应用 物流现代化与仿真 一、系统仿真作用与优缺点 对一个复杂的实际系统，人们通常采用什么方式研究？ 一个未执行的军事行动 一个正常运行的核电站放射泄漏应急方案 一台尚未有前例的临床手术 一个待建的物流配送中心 Simulation？ 研究的两类手段 直接在实际系统上研究 建立模型，在模型上研究 两类研究 静态研究 动态研究 自古以来的仿真应用 中外古代战争对仿真基本原理的应用，这种远时代的作战模拟后来以各种棋类（比如中国象棋、围棋）流传了下来。 建筑中用木模研究建筑物的结构与承载性能 军事沙盘——古代沙盘和现代的沙盘仿真模型； 仿真的作用与优缺点 仿真的作用？ 仿真的优点？ 仿真的缺点？ ——到学期中和学期末再来讨论一下 仿真的作用 对已经发生的系统历史过程，通过仿真进行再现，以研究其规律 研究一个尚未存在的对象系统的特征、性能、规律等 对于存在但由于各种因素难以在实际系统上进行实验的系统 用于理解实际系统，进行What if分析 用于对一个系统的多种方案对比研究 对其它研究方法得到的研究结果进行验证 其它 作为沟通工具； 培训；…… 仿真的优势 对复杂性问题的优势 对随机性问题的优势 安全性优势 成本优势 可视化优势 重复性优势 时间优势 风险优势 …… 二、相关基本概念 系统 按照某些规律结合起来、相互作用、相互依存的所有实体的有机组合。 模型 对应的真实对象、真实关系中那些有用的、令人感兴趣的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述，以各种可用的形式提供被研究系统的描述信息。 仿真 Simulation 仿真(Simulation)是对实际过程或系统随时间变化的运作的模仿(imitation, mimic)。仿真通过建立系统模型(System model)来描述实际系统的行为。 目前，系统仿真多数是在计算机上进行的。 系统仿真可定义为：建立研究对象的计算机模型，在模型上进行数字试验，把数字试验得出的结论应用于真实系统的设计、评价和优化等。 MS的基本原理 系统仿真三要素 对象系统 系统模型 计算机（软硬件） 三个基本活动： 系统建模 仿真建模 仿真实验 三、连续与离散事件系统仿真 按照状态变量取值变化方式可分为连续事件系统和离散事件系统。 连续系统(Continuous System)：状态变量随时间连续变化。 离散事件系统(Discrete Event System)：状态变量只是在离散的时间点上发生变化，而且这些离散的时间点是不确定的。 连续？离散？ 多数工程系统是属于连续系统，如电力系统、发电机组、航空发动机、液压系统等。 银行、配送中心等属于离散系统 按照研究对象状态变量的变化方式，系统仿真分为连续系统仿真和离散事件系统仿真。 连续系统仿真 建立描绘系统的数学方程式，如微分方程、状态方程或传递函数； 用数值方法求解方程。 离散事件系统仿真 建立描述系统的非形式模型，如逻辑的、概率的模型； 采用专门的数值方法“执行”(Run)仿真模型，而非求解(Solve)方程； 由数据驱动(Data Driven) 四、系统仿真的发展与应用 系统建模与仿真的发展趋势 90年代以来，计算机仿真技术朝着一体化建模与仿真环境的方向稳步发展。新的研究热点如： 面向对象仿真（object-oriented simulation, OOS） 定性仿真（qualitative simulation, QS） 智能仿真（intelligence simulation, IS） 分布交互仿真（distributed interactive simulation, DIS） 可视化仿真（visual simulation, VS） 多媒体仿真（multimedia simulation, MS） 虚拟现实仿真（virtual reality simulation, VRS） Internet网上仿真 仿真的发展与应用实例 你了解哪些仿真的新发展？ 你参观过北邮的虚拟现实实验室吗？ 体验过与虚拟现实仿真系统的人机交互吗？ 虚拟现实仿真技术用于治疗心理恐惧症——公共演讲恐惧症 美国乔治亚大学使用虚拟现实技术来临床治疗公共演讲恐惧症：很多人，仅仅是想象一下在公