【正文】 一類）的實(shí)體參加才能開始，則稱這種活動(dòng)為 合作活動(dòng) 。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 (5)直聯(lián)活動(dòng) 和 虛擬隊(duì)列 如某一活動(dòng)完成后，其后續(xù)活動(dòng)就立即開始，則稱后續(xù)活動(dòng)為 直聯(lián)活動(dòng) 。 一般，隊(duì)列用 圓圈 來表示，并在圓圈中注明隊(duì)列的性質(zhì)。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 (3)隊(duì)列（ queue)。 活動(dòng)名稱用文字標(biāo)注在 矩形框 中。活動(dòng)表示實(shí)體正處于某種動(dòng)作狀態(tài)。 實(shí)體數(shù)量 可在實(shí)體名稱后用圓括號(hào)加數(shù)字說明。 例如， FMS中的機(jī)床、工件、托盤、小車、機(jī)械手等。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ACD法常用術(shù)語有： （ 1)實(shí)體（ entity )。 例如，將機(jī)床分為 “ 加工 ” 與 “ 空閑 ” 狀態(tài)，工人分為 “ 工作 ” 與 “ 等待 ” 狀態(tài)等。 一個(gè)活動(dòng)可以同時(shí)發(fā)生多起（如生產(chǎn)車間中幾臺(tái)機(jī)床同時(shí)處于加工活動(dòng)） 活動(dòng)持續(xù)時(shí)間可以是 常數(shù) ，或 隨機(jī)數(shù) ，或者按照某種規(guī)律變化。 當(dāng)對(duì)象比較復(fù)雜、實(shí)體數(shù)目較多時(shí)，可以對(duì)系統(tǒng)建立不 同層次 的 ACD模型 ，將高層次模型進(jìn)一步分解為低層次的模型。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 系統(tǒng)的狀態(tài) 是全部 實(shí)體狀態(tài) 變化的 集合 。 以 圓圈 （ ○ ）表示實(shí)體的 靜止?fàn)顟B(tài) 以 矩形 （□）表示實(shí)體的 活動(dòng)狀態(tài) 以有向?。?→ ）表示狀態(tài)與狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 活動(dòng)循環(huán)圖（ ACD）法： 以圖形直觀地顯示系統(tǒng)狀態(tài)及其變化，具有形象、便于理解和分析等特點(diǎn)，在制造系統(tǒng)（如作業(yè)車間、柔性制造系統(tǒng)等）中的應(yīng)用較為廣泛。 目前還 沒有 形成 統(tǒng)一的 和具有 普適性 的建模理論與方法。 主要建模工具： 排隊(duì)論、庫存模型、攝動(dòng)分析法、半馬爾可夫過程等。 代數(shù)層次： 研究 DEDS的代數(shù)特性和運(yùn)動(dòng)過程。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 邏輯層次 ：分析和研究 事件 與系統(tǒng) 狀態(tài) 的 對(duì)應(yīng)關(guān)系 。 一般地，系統(tǒng) 狀態(tài) 隨著系統(tǒng)規(guī)模按 指數(shù) 方式增加，存在 “ 狀態(tài)爆炸 ” 問題，由此導(dǎo)致模型求解時(shí)計(jì)算量的急劇增加，給模型的求解帶來困難。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ⑤存在狀態(tài)爆炸性和計(jì)算可行性問題。 在完成局部和低層次系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上，再構(gòu)建 整個(gè)系統(tǒng)模型 。 ④復(fù)雜離散系統(tǒng)常具有 分層 和 遞階 特征。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ②離散系統(tǒng)的性能指標(biāo)常具有 離散特征 ，如制造系統(tǒng)的 產(chǎn)量 、零件的 加工時(shí)間 。 模型的表征形式：數(shù)學(xué)方程、曲線、圖表、程序、語言、數(shù)據(jù)集等。 ④ DEDS的運(yùn)行和控制 多基于人為 的運(yùn)行規(guī)則或決策邏輯，而不是物理學(xué)定律。 ②離散 事件 發(fā)生的 時(shí)刻 受系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)、參數(shù)、狀態(tài) 以及環(huán)境 的共同 影響 ，具有 隨機(jī)性 和不確定性，使得系統(tǒng)狀態(tài)的變化也具有 不確定性 。 上世紀(jì) 70年代前后， FMS、大規(guī)模計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、機(jī)場調(diào)度等復(fù)雜離散事件系統(tǒng)的相繼出現(xiàn)，推動(dòng)了離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（ DEDS )理論的形成和發(fā)展。南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 連續(xù)系統(tǒng)可以借助相關(guān)數(shù)學(xué)理論，對(duì)系統(tǒng)加以描述和求解。 離散事件系統(tǒng)研究最早以排隊(duì)現(xiàn)象和排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)為對(duì)象。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 DEDS系統(tǒng)的特征： ① 離散事件 是構(gòu)成系統(tǒng)的 基本要素 ，也是導(dǎo)致系統(tǒng) 狀態(tài)演變 并觸發(fā) 新的事件 的基本原因。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ③研究 DEDS的過程就是分析因離散事件發(fā)生而導(dǎo)致的系統(tǒng)狀態(tài)演變的過程，研究的 目標(biāo)包括 ：控制 不期望事件 的發(fā)生，使 事件按預(yù)定的時(shí)刻或順序 發(fā)生。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 模型 反映了系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 、 參數(shù) 及其主要 行為 之間的關(guān)系，是系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 、 運(yùn)行 和 控制 的基礎(chǔ)。 與連續(xù)系統(tǒng)相比，離散事件系統(tǒng)建模存在不少困難，主要表現(xiàn)在： ①離散事件發(fā)生在 某個(gè)時(shí)刻 ，具有 離散性 。 ③系統(tǒng)中隨機(jī)性因素和概率化特征普遍存在。 如：企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃：長期、中期和短期， 組織結(jié)構(gòu)：集團(tuán)、公司、分公司、車間、班組等 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 對(duì)于復(fù)雜離散事件系統(tǒng)，為降低建模和分析的難度，通常將系統(tǒng)分解為若干既 相對(duì)獨(dú)立 又相互作用的 子系統(tǒng) 。 如進(jìn)銷存系統(tǒng)： 采購子系統(tǒng)、銷售子系統(tǒng)和庫存管理子系統(tǒng)。 離散事件系統(tǒng)的 狀態(tài)數(shù)量 與 系統(tǒng)變量 之間呈 排列組合 的關(guān)系。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 根據(jù)建模手段和目標(biāo)，可以將 DEDS模型分為三個(gè)層次： ? 邏輯層次 ? 代數(shù)層次 ? 統(tǒng)計(jì)性能層次。 主要數(shù)學(xué)工具： 形式語言／有限自動(dòng)機(jī)、活動(dòng)循環(huán)圖法、 Petri網(wǎng)、馬爾可夫鏈（ Markov chain）等。 主要數(shù)學(xué)工具 ：極大極小代數(shù)等 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 統(tǒng)計(jì)性能層次： 研究隨機(jī)條件下 DEDS的統(tǒng)計(jì)性能特性及其優(yōu)化問題。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是一門處于 發(fā)展中 的學(xué)科。 本章以 制造系統(tǒng) 為主要建模 對(duì)象 ，介紹幾種 體系 較完整 且得到 較多 工程 應(yīng)用 的離散事件系統(tǒng)建模方法。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ACD（ 活動(dòng)循環(huán)圖法 ） 實(shí)體狀態(tài)循環(huán)發(fā)生變化，有靜止（也稱隊(duì)列）和活動(dòng)兩種狀態(tài)，且交替出現(xiàn)。 如系統(tǒng)中有 多個(gè)實(shí)體 時(shí)，用 不同顏色 或 線型 的有向弧，以區(qū)分不同的實(shí)體。 因此，單個(gè)實(shí)體的活動(dòng)在 ACD法中占有重要地位。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ACD法的建模方法與建模過程 一個(gè)活動(dòng)的發(fā)生要滿足條件： 所有前置隊(duì)列（進(jìn)入活動(dòng)的實(shí)體隊(duì)列） 中都具有符合規(guī)則的、足夠數(shù)量的令牌（ token）。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 在繪制活動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，可將實(shí)體按照某種行為特征加以分類。 另外，還可以對(duì)同類型的實(shí)體進(jìn)行分類，如將機(jī)床分為 “ 銑床 ” 與 “ 車床 ” ，工人分為 “ 操作工 ”和 “ 維修工 ” 等。實(shí)體是指組成系統(tǒng)的各種要素，它是 ACD中產(chǎn)生活動(dòng)的主體。 可用文字說明或不同線型表示不同的實(shí)體。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 （ 2)活動(dòng)（ activity)。 一般用 矩形框 表示。 活動(dòng)持續(xù) 時(shí)間 （也稱活動(dòng) 周期 ），可標(biāo)注在活動(dòng)的 矩形框下方 。隊(duì)列用來表示實(shí)體處于 靜止或 等待 狀態(tài)。 (4）實(shí)體的行為模式：在 ACD模型中，實(shí)體行為始終 遵循 “ … → 活動(dòng) → 隊(duì)列 → 活動(dòng) → …” 的交替變化規(guī)則，稱為實(shí)體的行為模式。 為 遵循 實(shí)體的行為模式（狀態(tài)交替變化），在這兩個(gè)活動(dòng)之間插入一個(gè) 等待時(shí)間為零 的 隊(duì)列 ，這種隊(duì)列稱為 虛擬隊(duì)列 。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 例：某機(jī)械加工系統(tǒng) 兩個(gè)實(shí)體 ：一臺(tái)半自動(dòng) 機(jī)床 和一個(gè)操作 工人 。 工件安裝完畢后，機(jī)床自動(dòng)完成工件加工。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 完成各實(shí)體活動(dòng)循環(huán)圖之后，可將活動(dòng)循環(huán)圖集成起來，構(gòu)成 活動(dòng)循環(huán)圖 。 圖 機(jī)械加工系統(tǒng)的活動(dòng)循環(huán)圖 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 系統(tǒng)中的實(shí)體之間存在合作關(guān)系。 如 “ 安裝 ” 是 機(jī)床和工人 的 合作活動(dòng) ：要同時(shí)有 工人 在 “ 等待 ” 狀態(tài)和 機(jī)床 處于 “ 空閑 ” 狀態(tài)。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 當(dāng)一個(gè) 活動(dòng)開始 時(shí)，相應(yīng)的 實(shí)體 從 前置隊(duì)列（靜止?fàn)顟B(tài)） 中移至該 活動(dòng)狀態(tài) 。 當(dāng) 活動(dòng)結(jié)束 時(shí)， 令牌 從該活動(dòng)移人相關(guān)的 后續(xù)隊(duì)列 。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 圖 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 ACD模型是按照實(shí)體 類型 建立的，與 同類型 實(shí)體的數(shù)量無關(guān) 。 南昌大學(xué) 第四章 制造系統(tǒng)建模方法 為了表示不同類型的 實(shí)體數(shù)量 ，可在各實(shí)體名稱后面括號(hào)中的數(shù)字表示，缺省值為 1。 例 :工人除 “