生產(chǎn)系統(tǒng)仿真教程-理論基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-02-11 18:17本頁(yè)面
【正文】 仿真調(diào)度策略 事件調(diào)度法 事件調(diào)度法以事件 為分析系統(tǒng)的基本 單位，通過(guò)定義事 件、事件發(fā)生的順 序及其系統(tǒng)狀態(tài)的 變化，并以事件來(lái) 驅(qū)動(dòng)仿真模型運(yùn) 行。當(dāng)事件發(fā)生不 僅與時(shí)間有關(guān)，且 在滿(mǎn)足某些條件才 發(fā)生的系統(tǒng)而言， 事件調(diào)度法存在不 足。 活動(dòng)掃描法 以 “活動(dòng) ”作 為分析系統(tǒng)的 基本單元，每 個(gè)活動(dòng)對(duì)應(yīng)一 個(gè)活動(dòng)處理模 塊，處理與活 動(dòng)相關(guān)的事 件。以各實(shí)體 時(shí)間單元的最 小值推進(jìn)時(shí) 鐘，掃描符合 條件的活動(dòng)。 進(jìn)程交互法 進(jìn)程交互的基本 模型單元是進(jìn) 程，進(jìn)程針對(duì)某 類(lèi)實(shí)體的生命周 期而建立，一個(gè) 進(jìn)程包含了實(shí)體 流動(dòng)中發(fā)生的所 有事件。為每個(gè) 實(shí)體建立進(jìn)程， 以反映實(shí)體從產(chǎn) 生開(kāi)始到結(jié)束為 止的全部活動(dòng)。 消息驅(qū)動(dòng) 消息驅(qū)動(dòng)仿真機(jī) 制是面向?qū)ο蟮? 方法在系統(tǒng)仿真 中的應(yīng)用。對(duì)象 （類(lèi) )用屬性，狀 態(tài)，方法表示自 身行為的特性。 對(duì)象間的聯(lián)系用 消息來(lái)描述。系 統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程就 是由對(duì)象的方法 及對(duì)象之間相互 聯(lián)系的消息組 成。 事件表 系統(tǒng)仿真時(shí)鐘的控制采用兩張事件表。 ?當(dāng)前事件表（ CEL)：包含了從當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始有資格執(zhí)行的事件的事件 記錄。但是該事件是否發(fā)生的條件（如果有的話(huà)），尚未判斷。 ?未來(lái)事件表（ FEL）：包含在將來(lái)某個(gè)仿真時(shí)刻將發(fā)生事件的事件記 錄。每個(gè)事件記錄中應(yīng)該包括該事件的若干屬性，其中必須有一個(gè)屬性 說(shuō)明該事件在進(jìn)程中所處位置的指針。 高效的事件調(diào)度需要使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的 “鏈表 ”“鏈隊(duì)列 ” “堆 棧 ”“樹(shù)結(jié)構(gòu) ”等等高級(jí)操作算法。 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 ? 隨機(jī)數(shù)：表現(xiàn)系統(tǒng)隨機(jī)性的變量，在系統(tǒng)仿真 軟件中均有隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法： ①隨機(jī)數(shù)表 （亂數(shù)表） ②硬件設(shè)備：投骰子，搖號(hào)設(shè)備，放射性粒子的放射源。（ 成本高，不可重現(xiàn)） ③數(shù)學(xué)公式：產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)（線(xiàn)性同余法 LCG，逆變換法等算 法）。采用數(shù)學(xué)遞推公式（如： ni+1=（ a*ni+b） mod M , i=0， 1， … ， M1 , 其中 n0為隨機(jī)數(shù)種子 ?隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的并不是概率論意義下的真正的隨機(jī)數(shù)。 只能稱(chēng)之為 “偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 ”（ Pseudo Random Number Generator），因?yàn)闊o(wú)論哪一種隨機(jī)數(shù)發(fā)生器都采用遞推算法， 其隨機(jī)數(shù)序列可重復(fù)。 ?如果偽隨機(jī)數(shù)的算法選取得當(dāng)，由這種算法得到的數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng) 計(jì)檢驗(yàn)后能具有較好的統(tǒng)計(jì)特性（均勻性，獨(dú)立性，同質(zhì)性 ）。例如 : Mersenne Twister算法，序列重現(xiàn)周期 2^199371 。 系統(tǒng)名稱(chēng) 輸入數(shù)據(jù)（需要擬合） 排隊(duì)系統(tǒng) 顧客到達(dá)的間隔時(shí)間 顧客被服務(wù)的時(shí)間 庫(kù)存系統(tǒng) 需求客戶(hù)的分布 顧客需求量的分布 物料訂貨提前期的分布 生產(chǎn)系統(tǒng) 作業(yè)到達(dá)的時(shí)間間隔 作業(yè)類(lèi)型的概率 每種作業(yè)每道工序服務(wù)時(shí) 間分布 設(shè)備當(dāng)機(jī)的頻率 概率分布的擬合 ? 仿真模型的輸入數(shù)據(jù)不能直接取用原始數(shù) 據(jù)，而是要使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn) 行概率分布擬合后的數(shù)據(jù)（主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn) 潔，執(zhí)行快速，容易修改）。 ? 不要試圖用平均值來(lái)代替分布函數(shù)！ ? 如果理論的概率分布不存在，那么可以使 用 “經(jīng)驗(yàn)概率 ”。 ? 使用直方圖來(lái)預(yù)估數(shù)據(jù)服從的分布類(lèi)型。 ? 使用擬合軟件來(lái)假設(shè)檢驗(yàn)和評(píng)估參數(shù)。 ? x ?Z ? 下，樣本的置信區(qū)間為 x ?t? / 2,n?1? 置信區(qū)間分析 ? 模型輸入是隨機(jī)的，輸出也必然具有隨 機(jī)特性。在研究系統(tǒng)性能的可信度和精 度上，比較重要的方法是置信區(qū)間分 析。 ? 置信水平是指總體參數(shù)值落在樣本統(tǒng)計(jì) 值的某一正負(fù)區(qū)間內(nèi)的概率 ,而置信區(qū)間 是指在某一置信水平下 ,樣本統(tǒng)計(jì)值與總 體參數(shù)值的誤差范圍。置信區(qū)間分析是 一種分析隨機(jī)誤差的方法，它表明的是 總體參數(shù)落在這樣一個(gè)區(qū)間的可能性或 置信度。 ? 在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，譬如平均數(shù) μ和標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ，僅僅是以有限的數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)的對(duì) 總體 μ和 σ的估計(jì)量。這些估計(jì)因?yàn)闃颖? 之間存在變動(dòng)性，我們以統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的 置信區(qū)間來(lái)量化此不確定性。置信區(qū)間 為總體參數(shù)（ μ和 σ）提供了可接受的 置信區(qū)間的具體描述為： （ σ可知情況下）在 100（ 1α） %置信水平下， 樣本置信區(qū)間為 ? /2 n （ σ未知情況下）在 100（ 1 α ） %置信水平 s n t? /2,n?1 是具有自由度為 n1的學(xué)生分布的分位 數(shù)， S為標(biāo)準(zhǔn)差， n為樣本數(shù)。 啟示：為了使半寬降低一半，我 們運(yùn)行的次數(shù)必須是原先的四倍！ 終態(tài) /穩(wěn)態(tài)仿真 在離散事件系統(tǒng)仿真研究時(shí)，如何恰當(dāng)選擇仿真運(yùn)行長(zhǎng)度才能使仿真結(jié)果接 近被仿真系統(tǒng)的實(shí)際性能呢？ 從仿真結(jié)果分析的觀點(diǎn)來(lái)看，仿真分為兩類(lèi) 1. 第 I類(lèi) 終止型仿真 /或終態(tài)仿真：仿真的運(yùn)行長(zhǎng)度是事先確定的。 系統(tǒng)的初始狀態(tài)對(duì)于終止型仿真而言是不能忽略的。（預(yù)熱期設(shè)置） 決定長(zhǎng)度的方法：重復(fù)運(yùn)行法，序貫程序法。 2. 第 II類(lèi) 穩(wěn)態(tài)型仿真 /穩(wěn)態(tài)仿真 :這類(lèi)仿真只運(yùn)行一次，但運(yùn)行的長(zhǎng)度是足夠長(zhǎng)， 目 的是估計(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。系統(tǒng)初始狀態(tài)對(duì)于仿真結(jié)果的影響可忽略 。 決定長(zhǎng)度的方法：批均值法，重復(fù)刪除法。 離散事件系統(tǒng)仿真學(xué)習(xí)書(shū)目 ? Jerry Banks, DiscreteEvent System Simulation （離散事件系統(tǒng)仿真，機(jī)械工業(yè)出版社） ? Averill M. Law, Simulation Modeling and Analysis （仿真建模與分析，清華大學(xué)出版社） ? 肖田元，范文慧， Introduction to System Simulation (系統(tǒng)仿真導(dǎo)論，清華大學(xué)出版社） ? 沈厚發(fā)，羅坤等人 , Modeling and Simulation (建模與仿真 ,漢斯出版社，學(xué)術(shù)期刊 ) ? 美國(guó)冬季仿真大會(huì)刊物， WSC Proceeding ( 演講完畢，謝謝觀看！
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