物流仿真系统 第2章.ppt

董绍华 物流工程系(物流研究所) 北京科技大学 计算机系统仿真的概念 董绍华 物流工程系(物流研究所) 北京科技大学 第二章 离散系统(事件)仿真基础 离散系统原理 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 离散系统基本概念及要素 仿真过程与仿真策略 走信息路 读北邮书 本书的封面 离散系统理论基础 离散系统基本概念及要素 离散系统仿真模型 三种常用的仿真策略 随机数与随机变量 典型系统仿真 输入个体 资源 控制 活动 系统 输出个体 我们先通过实例介绍一下一些基本的概念。 例2.1 单人理发馆系统：设上午9：00开门，下午5：00关门，顾客的到达时间一般是随机的，为每个顾客服务的时间长度也是随机的。描述该系统的状态是服务员的状态（忙或闲）、顾客排队等待的队长。 显然，这些状态变量的变化只能在离散的随机时间点上发生。类似的例子很多，如订票系统、库存系统、交通控制系统、加工制造系统等。 1. 系统变量：描述系统特征的各种指标或性能，常常随时间的变化而变化。 2.参数：表征各种系统变量的值。 3.系统的状态：某个指定的时刻，系统中所有系统变量的值的集合。在模拟过程中，我们在不同时刻都要对系统的状态进行统计，这里系统的状态是指系统中所有变量值的全体，而不是一部分变量的值。比如，理发馆系统中系统状态应是在某一时刻系统中所有变量的值的集合，包括理发员的状态、排队长度、每一顾客的到达时间、对每一顾客的服务时间、模拟时钟的值。 因此，在模拟中一提到“系统的状态”，总是指某一具体时刻。在这一具体时刻，所有系统变量的值的集合就是系统在这一时刻的状态。 4.实体 系统中与研究目的有关的人、物、设备、设施等组成系统的元素称为系统的“实体”。比如，理发员和顾客就是理发系统中的实体；飞机、跑道和信号灯则是飞机场系统中的实体。 离散事件系统中，实体可分为两大类：临时实体和永久实体。在系统中只存在一段时间的实体叫临时实体；这类实体由系统外部到达系统，通过系统的作用，最终离开系统。如要理发的顾客。 永久驻留在系统中的实体叫永久实体，如理发员是永久实体。 临时实体按一定规律不断地到达，在永久实体作用下通过系统，最后离开系统，整个系统呈现出动态的过程。 上述的定义并不是绝对的，区分临时实体与永久实体还要看所研究的目的。 5.事件 在某个时刻，系统状态变化的行为，称为一个事件。不引起系统状态变化的行为是不能成为“事件”的。 “事件”与通常的意义是不同的。在现实世界中，任何一个行为都可以称为一个“事件”；但是，在模拟技术中，只有那些可以改变系统状态的行为才可以称为“事件”。比如，在上述的理发馆系统中，顾客的到达可以使系统的状态发生变化，使理发馆系统的排队长度发生变化；或使理发员的状态发生变化。因此，顾客的到达就是一个“事件”。 5.事件 在该系统中，如果是理发馆的经理到达，这一到达是不是事件呢？这就要看这一到达是否会引起系统状态的变化。如果经理的到达对理发员没有影响，既不影响顾客的到达和离开，也不影响服务员的服务质量，则这一到达就不是“事件”。如果经理的到达使理发员的工作速度加快，从而使被理发的顾客提前离开，这就改变了系统状态，因此经理的到达也是系统的“事件”。 严格区分某一过程是否是事件，对于建立系统模型是十分重要的，因为我们仅是对“事件”的那些过程进行模拟和统计，而对不是“事件”的过程不须考虑。 6.活动 指实体持续了一段时间的行为。活动的开始或结束的瞬间都是事件。 活动通常用于表示两个可以区分的事件之间的过程，它标志着系统状态的转移。如例2.1中，顾客的到达事件与该顾客开始接受服务事件这一过程可称为一个“活动”。它使系统中服务员的状态发生变化或使顾客等待的队列发生变化；同样，顾客开始接受服务到该顾客被服务完毕离开系统，这一过程也可以看作是一个“活动”。 7.进程 进程由若干事件及若干活动组成，一个进程描述了它所包含的事件及活动间的相互逻辑关系及时序关系。 如例2.1中，一个顾客到达系统，经过排队，直到服务员为其服务完毕后离开系统可称为一个进程。事件、活动、进程三者之间的关系表示如下：